2 Fragen zu Dauerfestigkeit

Die Dauerfestigkeit von Stahl, auch als Ermüdungsfestigkeit bezeichnet, ist die Spannung, die ein Material unendlich viele Lastwechsel ohne Bruch ertragen kann. Die Berechnung der Dauerfestigkeit ist komplex und hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie z.B. der Art der Belastung, der Oberflächenbeschaffenheit und der Umgebung. Hier sind die grundlegenden Schritte zur Berechnung der Dauerfestigkeit: 1. **Materialdaten sammeln**: Besorge dir die Materialkennwerte des Stahls, wie z.B. die Zugfestigkeit (Rm) und die Streckgrenze (Re). 2. **Wöhlerkurve (S-N-Kurve)**: Die Wöhlerkurve zeigt die Beziehung zwischen der Spannungsamplitude und der Anzahl der Lastwechsel bis zum Bruch. Diese Kurve wird experimentell ermittelt und ist für verschiedene Stahlsorten verfügbar. 3. **Dauerfestigkeit ermitteln**: Die Dauerfestigkeit (σD) kann aus der Wöhlerkurve abgelesen werden. Für viele Stähle liegt die Dauerfestigkeit bei etwa 50% der Zugfestigkeit (σD ≈ 0,5 * Rm) für unlegierte Stähle und bei etwa 30-40% der Zugfestigkeit für hochlegierte Stähle. 4. **Einflussfaktoren berücksichtigen**: Berücksichtige Faktoren wie Oberflächenbeschaffenheit, Kerbwirkung, Größe des Bauteils und Umgebungsbedingungen. Diese Faktoren können die Dauerfestigkeit erheblich beeinflussen und werden durch Korrekturfaktoren in die Berechnung einbezogen. 5. **Berechnung**: Die allgemeine Formel zur Berechnung der Dauerfestigkeit unter Berücksichtigung der Korrekturfaktoren lautet: \[ \sigma_{D,eff} = \sigma_D \cdot k_s \cdot k_g \cdot k_o \cdot k_t \] wobei: - \(\sigma_{D,eff}\) die effektive Dauerfestigkeit ist, - \(\sigma_D\) die Dauerfestigkeit aus der Wöhlerkurve ist, - \(k_s\) der Oberflächenfaktor, - \(k_g\) der Größeneinflussfaktor, - \(k_o\) der Einflussfaktor der Umgebung, - \(k_t\) der Kerbfaktor. Für genaue Berechnungen und spezifische Anwendungen ist es ratsam, Fachliteratur zu konsultieren oder sich an Normen wie die DIN 50100 zu halten.

Zeitfestigkeit und Dauerfestigkeit sind Begriffe aus der Werkstoffkunde, die sich auf das Verhalten von Materialien unter Belastung über die Zeit beziehen. 1. **Zeitfestigkeit**: - Bezieht sich auf die Fähigkeit eines Materials, eine bestimmte Belastung über eine begrenzte Zeitspanne zu ertragen, ohne zu vers. - Wird in Bezug auf kurzzeitige Belastungen verwendet, wie z.B. bei einem Zugversuch, bei dem die maximale Spannung gemessen wird, die ein Material aushalten kann, bevor es bricht. - Typischerweise wird die Zeitfestigkeit in Stunden oder Minuten angegeben. 2. **Dauerfestigkeit**: - Bezieht sich auf die Fähigkeit eines Materials, eine wiederholte oder dauerhafte Belastung über eine sehr lange Zeitspanne zu ertragen, ohne zu versagen. - Wird oft in Bezug auf zyklische Belastungen verwendet, wie sie in vielen Maschinen und Strukturen vorkommen. - Die Dauerfestigkeit wird in der Regel in Bezug auf die Anzahl der Lastwechsel (Zyklen) angegeben, die ein Material aushalten kann, bevor es zu einem Ermüdungsbruch kommt. Zusammengefasst: Zeitfestigkeit bezieht sich auf die Belastbarkeit eines Materials über eine kurze Zeitspanne, während Dauerfestigkeit die Belastbarkeit über eine lange Zeitspanne und unter wiederholter Belastung beschreibt.