Fraunhofer-Gesellschaft

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"Dauerfestigkeit" - Eine Fiktion

"Endurance limit" - A fiction
 
: Sonsino, C.

Konstruktion 57 (2005), Nr.4, S.87-92
ISSN: 0373-3300
ISSN: 0720-5953
Deutsch
Zeitschriftenaufsatz
Fraunhofer LBF ()
DAUERFESTIGKEIT; SICHERHEIT; WOEHLERLINIE; STAHL; ALUMINIUM

Abstract
Dass die Schwingfestigkeit nach dem Abknick der Wöhlerlinie weiterhin abfällt und dadurch Schäden auch im Bereich von hohen Schwingspielzahlen (N > 10 6) unter konstanten Belastungsamplituden auftreten, ist eine Tatsache, der noch wenig Beachtung geschenkt wird; in vielen Regelwerken sowie Fachbüchern werden immer noch Dauerfestigkeitskennwerte angegeben, die es in Realität nicht gibt. Die Ermittlung des Wöhlerlinienverlaufes für große Bauteile in angemessener Zeit ist zwar mit der Ultraschallprüftechnik, mit der nur Kleinproben (d < 10 mm) untersucht werden können, nicht möglich. Vorhandene Erfahrungen erlauben aber eine Abschätzung des Wöhlerlinienverlaufes bis in den Bereich von Gigazyklen mit folgenden Neigungen nach dem Abknickpunkt: k* = 45 (5% Schwingfestigkeitsabfall pro Dekade) für Eisenbasiswerkstoffe und Magnesiumlegierungen, k* = 22 (10% Abfall) für Aluminiumlegierungen und Schweißverbindungen mit hohen Zugeigenspannungen. Die Sicherheitsbetrachtung sollte diese Erfahrungswerte bei einer Bauteilauslegung einbeziehen, sofern keine Korrosion vorliegt.

 

The decrease of fatigue strength under constant amplitude loading causes component failures also in the high-cycle regime (N > 10 6) after the knee point of the Woehler-curve. This fact is still not properly considered; many design codes and diverse references suggest endurance limits, which in reality do not exist. The determination of the course of the Woehler-curve for big components in acceptable time is not possible with the ultrasonic technique as for small specimens (d < 10 mm). However, present experiences allow the assessment of its course after the knee point up to the giga-cycle regime: k* = 45 (5% decrease of fatigue strength pro decade) for iron based materials and magnesium alloys, k* = 22 (10% decrease) for aluminium alloys and welded joints containing high tensile residual stresses. Safety considerations should include these suggestions for fatigue design of components, as long as corrosion is not involved.

: http://publica.fraunhofer.de/dokumente/N-28333.html