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Schwingfestigkeit

Die Schwingfestigkeit ist ein Begriff aus der Erm├╝dungspr├╝fung und bezeichnet das Verformungs- und Versagensverhalten von Werkstoffen bei zyklischer Belastung.

Ein Schwingfestigkeitsversuch mit konstanten Amplituden wird als W├Âhlerversuch bezeichnet. Dabei wird die ertragbare Spannungsamplitude ├╝ber der dazugeh├Ârenden Schwingspielzahl ermittelt.

Die Kennwerte eines Schwingspiels

  • ¤âa Spannungsamplitude
  • ╬ö¤â Schwingbreite
  • ¤âo Oberspannung
  • ¤âu Unterspannung
  • ¤âm Mittelspannung
  • R Spannungsverh├Ąltnis

Beanspruchungsarten zur Ermittlung der Schwingfestigkeit

Bei Schwingfestigkeitsversuchen wird das Material oder Bauteil Lastwechseln unterzogen. Dadurch sinkt die zul├Ąssige Spannung in einem Werkstoff: Ein Bruch kann eintreten ohne dass die Zugfestigkeit erreicht wurde, teilweise sogar ohne dass der linear-elastische Bereich ├╝berschritten wurde. 

Die Lastwechsel werden in der Regel als Schwingungen aufgefasst, welche unter verschiedenen Lastverh├Ąltnissen durchgef├╝hrt werden k├Ânnen. 

Berechnung Lastverh├Ąltnis: R=¤âu / ¤âo

W├Âhlerkurve

Die W├Âhlerkurve wird im Dauerschwingversuch (auch W├Âhlerversuch) nach DIN 50100 ermittelt und wird in die Bereiche Kurzzeitfestigkeit K, Zeitfestigkeit Z und Dauerfestigkeit D unterteilt.

Aus dem W├Âhlerdiagramm kann f├╝r eine bestimmte Lastamplitude die maximale Anzahl der Lastwechsel abgelesen werden. Diese ist abh├Ąngig von den Werkstoffeigenschaften, der Kraft und der Belastungsart (schwellende Druckbelastung, schwellende Zugbelastung oder wechselnde Belastung).

Kurzzeitfestigkeit

Die Kurzzeitfestigkeit K ist der Bereich unterhalb von ca. 104 bis 105 Schwingspielen. Die Kurzzeitfestigkeit wird im Low Cycle Fatigue Versuch (LCF) ermittelt. 

Zeitfestigkeit

Die Zeitfestigkeit Z ist der Bereich zwischen 104 und 2┬Ě106 Schwingspielen (materialabh├Ąngig).  ist der Bereich zwischen 104 und 2┬Ě106 Schwingspielen (materialabh├Ąngig). 

Die Zeitfestigkeit wird im Dauerschwingversuch oder High Cycle Fatigue Versuch (HCF) ermittelt. Nach dem Versuch liegt als Ergebnis die Schwingspielzahl bei einer Lastamplitude vor.

Dauerfestigkeit

Dauerfestigkeit D (engl. very high cycle fatigue, VHCF) bezeichnet die Belastungsgrenze, die ein Werkstoff bei zyklischer Belastung ohne nennenswerte Erm├╝dungserscheinungen oder Ausfallerscheinungen ertragen kann.

Werkstoffe, die im Dauerschwingversuch bei einer definierten Kraft mehr als 1.000.000 Schwingspiele ohne Bruch ertragen, gelten als dauerfest. 

Produkte zur Ermittlung der Schwingfestigkeit

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