Festigkeitsberechnung

Dieses Thema im Forum "Konstruktion" wurde erstellt von BlauesQ, 4 Aug. 2007.

  1. Also meine Fächer im Studium mit Inhalt Spannungen liegt schon etwas zurück und wollte hier nochmal nachfragen.

    Also ich muss ein Pleuel auf Festigkeit überprüfen, die ganzen vorhandenen Spannungen für Biegung und Zug/Druck sind berechnet und möchte nun vergleichen. Da liegt mein Problem: Welche von den gegebenen Spannungen sind die benötigten?

    Also Werkstoff ist 42CrMo4 mit folgenden Werten:

    Streckgrenze = 850N/mm²
    Zugfestigkeit = 1100N/mm²

    daraus habe ich mir ein SMITH Diagramm erstellt (Alle Werte mal 10!).

    Ich habe bei der Zug/Druck Überprüfung einmal eine Zug/Druck Mittelspannung berechnet und eine Zug/Druck Amplitudenspannung.

    Bei der Biegeüberprüfung eine maximale Spannung die sich aus der Zug/Druck-mittelspannung und der maximalen Biegespannung zusammensetzt Also:

    max. spannung = Mittelspannung/Fläche + Biegemoment/Widerstandsmoment


    Womit werden diese Werte nun alle verglichen?
     

    Anhänge:

  2. AW: Festigkeitsberechnung

    Auf Knickung muss ich ebenfalls prüfen ob es hält. Dazu habe ich ermittelt das ich im laut Schlankheitsgrad im Bereich der Quetschgrenze liege. Was ist meine Quetschgrenze?
     
  3. AW: Festigkeitsberechnung

    Hallo,

    könntest du mal die Spannungwerte (jeweils Ober- und Unterspannungen für Biegung und für Zug-Druck) angeben. Für welche Belastungsart ist denn das DFS gedacht? Biegung oder Zug-Druck? Ich schätze mal, dass es für Zug-Druck ist. Die DFS für Biegung und Zug-Druck sind ähnlich aber nicht genau gleich. Wenn Zug-Druck die vorherrschende Beanspruchung ist, verwendest du das Zug-Druck-DFS. Du musst zunächst die Mittelspannung berechnen (gibt eine senkrechte Gerade auf der Mittelspannungsachse = "x-Achse" des DFS). Dann trägst du über diesem Spannungswert die Ober- und Unterspannung in das DFS ein. Wenn die Punkte innerhalb der Grenzlinie liegen, ist alles in Ordnung.
    Schwierig und so nicht mehr bewältigbar wird das Ganze, wenn Biegung und Zug-Druck nicht synchron sind.

    Grüßle
    Niwi
     
  4. AW: Festigkeitsberechnung

    Ich weiß leider nicht ob das DFS für Biegung oder Zugdruck ist. In meinem Übungsumdruck steht folgendes:

    Das SMITH Diagramm kann aus der bekannten Streckgrenze, der Zugfestigkeit und der Wechselfestigkeit konstruiert werden. Dann steht nur da wie man die Wechselfestigkeit aus der Streckgrenze und der Zugfestigkeit berechnet. Für den Werkstoff sind nur Streckgrenze und Zugfestigkeit angegeben!!

    Die vorherschende Belastung? Es wird durch beides stark belastet, aber ich denke durch Zug/Druck mehr!

    gegebene oder vorhandene?
     
  5. AW: Festigkeitsberechnung

    Hallo,

    da du wissen möchtest, ob das Teil auerfest ist, brauchst du natürlich die Belastung die vorhanden ist. Diese darf dann nicht größer als zulässig sein.Die zulässigen Grenzen gibt das DFS.

    Grüßle
    Niwi
     
  6. AW: Festigkeitsberechnung

    Das weiß ich ja. Ich weiß nur nicht was die zulässigen sind! Das ist mein Problem!

    Die vorhanden habe ich alle berechnet.

    Nun suche ich

    -die maximal zulässige Zug/Druck Mittelspannung
    -die maximal zulässige Zug/Druck Amplitudenspannung
    -maximal spannung (vorhandene max. spannung = Mittelspannung/Fläche + Biegemoment/Widerstandsmoment)
     
  7. AW: Festigkeitsberechnung

    Hallo,

    was zulässig ist, stellt das DFS dar. Es gibt die zulässige Ober- und Unterspannung abhängig von der Mittelspannung an.
    Welche Zahlenwerte hast du denn herausbekommen? MIt den Werten kann ich dir vollends helfen.

    Grüßle
    Niwi
     
  8. AW: Festigkeitsberechnung

    Stellt das DFS nun auch Biegung dar?

    Also meine vorhandenen Werte:

    Zug/Druckmittelspannung: 83N/mm²
    Zug/Druckamplitudenspannung: 106N/mm²
    Biegung + Mittelspannung: 130N/mm²

    Die liegen sicherlich alle drunter, soviel steht fest. Muss nur wissen womit ich sie vergleichen muss!

    Und ich brauch unbedingt die Quetschgrenze des Werkstoffes. Wo bekomm ich die her? Muss mein Pleuel auf Knickung überprüfen und liege in der Quetschgrenze! (Für St52 ist sie 360N/mm²)
     
  9. AW: Festigkeitsberechnung

    Hallo,

    die "Quetschgrenze" ist die uralte Bezeichnung für die Druckfließgrenze guckst du z.B. http://www.imwf.uni-stuttgart.de/lehre/vd/efl/Vorlesung_03n.pdf
    Du kannst ohne Bedenken die Streckgrenze des Werkstoffes dafür einsetzen.
    Zur Dauerfestigkeit: Versuche doch mal, die Spannungen in das DFS einzuzeichnen. Dazu berechnest du zuerst die Mittelspannung. Dann zeichnest du über der Mittelspannung die Oberspannung und Unterspannung ein. Weil Biegung und Zug/Druck gleichzeitig auftreten, musst du dir überlegen, wie groß die maximalen und minimalen Spannungen sind. Die Spannungsamplitude ist die Differenz zwischen Mittelspannung und Ober- bzw. Unterspannung.
    Wie ich schon geschrieben habe, gibt das DFS den zulässigen Bereich an. Die Grenzen sind die dicken Linien.
    Wenn ich deine Spannungswerte anschaue, kann ich mir nicht vorstellen, dass die Druckfließgrenze erreicht wird.
    Grüßle
    Niwi
     
  10. AW: Festigkeitsberechnung

    Also wenn ich es richtig verstanden habe, funktioniert das ganze so: ich habe mein SMITH Diagramm vorliegen. Dort trage ich zuerst auf der y-Achse meine vorhandene Mittelspannung von 83 N/mm² ein. Nun führe ich vertikal meine Amplitudenspannung (130N/mm²) auf (Diese beinhaltet sowohl die Zug/Druckamplitudenspannung als auch die Biegespannung (in dem vorherigen Thread von mir habe ich fälschlicherweise Biegung + Mittelspannung geschrieben)). Diese sind im angehangenen Bild rot markiert. Die vorhandene Spannung liegt demnach unter der zulässigen Amplitudenspannung, die hier 514,3 N/mm² (ebenfalls rot) ist. Richtig?

    Die Mittelspannung muss ich demnach nicht vergleichen sondern benötige sie nur um zu schauen wo ich mich im DFS befinde oder?


    Nochmal zur Erklärung was zu tun ist:

    Also ich habe 3 Kapitel in der Festigkeitsberechnung:
    1. Knickung
    2. Zug/Druck
    3. Biegung

    In Zug/Druck wird die Mittelspannung und die Zugdruckspannung berechnet (wird aber kein Verweis auf einen Vergleich gemacht, dieser ist hier wohl noch nicht notwendig oder?) Bei der Biegebeanspruchung ist die Mittelspannung die Mittelspannung aus dem Zug/Druckabschnitt und die Amplitudenspannung ist die Summe aus Amplitudenspannung aus Zug/Druck + Biegespannung.
    Ich glaube nun habe ich alles richtig verstanden oder?

    Also reicht hier ein Nachweis, so wie ich ihn geführt habe, richtig?
     

    Anhänge:

  11. AW: Festigkeitsberechnung

    Für mich geht es bei SMITH- Tabellen um die "Überlebenswahrscheinlichkeit eines Bauteils".

    Hältst du die im Diagramm angegebenen Werte ein, so darfst darauf vertrauen, dass dein Bauteil auch die angesetzte Lebensdauer erreicht und nicht vorzeitig versagt. Einen Vergeich mit "einem Sigma als Grenzwert" gibt es da nicht!

    Unterschreitest du den Diagrammwert, lebt das Bauteil lange, überschreitest du den Wert, ist das Leben halt was kürzer.

    Dann ist "Game over!":LOL:
     
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