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E-Book

Ermüdungsfestigkeit

Grundlagen für Ingenieure

AutorDieter Radaj, Michael Vormwald
VerlagSpringer-Verlag
Erscheinungsjahr2007
Seitenanzahl688 Seiten
ISBN9783540714590
FormatPDF
KopierschutzDRM
GerätePC/MAC/eReader/Tablet
Preis139,99 EUR

Bewährte Qualität in 3., neu bearbeiteter und erweiterter Auflage: Wissenschaftlich fundiert und praxisnah behandeln die Autoren die phänomenologischen, theoretischen und versuchstechnischen Grundlagen der Gestaltung, Dimensionierung und Optimierung ermüdungsfester Bauteile. Anhand konkreter Beispiele erläutern sie die rechnerischen Verfahren des Festigkeitsnachweises und der Lebensdauerprognose (u.a. FKM-Richtlinie, Euro- und ASME-Code).

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Blick ins Buch
Inhaltsverzeichnis
Vorwort5
Inhaltsverzeichnis8
Liste der Formelzeichen11
1 Einführung16
1.1 Problem des Ermüdungsschadens16
1.2 Phänomen Materialermüdung20
1.3 Strukturierungen zur Ermüdungsfestigkeit25
1.4 Einschlägige Buchpublikationen27
2 Schwingfestigkeit29
2.1 Begriffe und Bezeichnungen29
2.2 Wöhler-Versuch und Wöhler-Linie32
2.3 Dauer- und Zeitfestigkeitsschaubild39
2.4 Dehnungs-Wöhler-Linie47
2.5 Statistische Auswertung der Schwingfestigkeit56
3 Einflüsse auf die Schwingfestigkeit73
3.1 Einfluß des Werkstoffs (Werkstoffkennwerte)73
3.2 Einfluß der Beanspruchungsmehrachsigkeit ( Langzeitfestigkeit)81
3.3 Einfluß der Beanspruchungsmehrachsigkeit ( Kurzzeitfestigkeit)95
3.4 Einfluß der Beanspruchungsmehrachsigkeit ( Nichtproportionalität)109
3.5 Einfluß der Proben- oder Bauteilgröße119
3.6 Einfluß der Oberflächenverfestigung124
3.7 Einfluß der Eigenspannungen130
3.8 Einfluß der Oberflächenrauhigkeit135
3.9 Einfluß der Korrosion142
3.10 Einfluß der Temperatur154
4 Kerbwirkung161
4.1 Erscheinung und Beschreibung der Kerbwirkung161
4.2 Kerbbeanspruchung an eigentlichen Formkerben168
4.3 Kerbbeanspruchung an Öffnungen und Einschlüssen177
4.4 Elastisch-plastische Kerbbeanspruchung186
4.5 Kerbwirkung bei Dauerfestigkeit202
4.6 Spannungsgradientenansatz205
4.7 Spannungsmittelungsansatz211
4.8 Spannungsabstandsansatz216
4.9 Weitere Ansätze und Vergleich218
4.10 Kerbwirkung abhängig von der Mittelspannung222
4.11 Kerbwirkung abhängig von Eigenspannungen225
4.12 Kerbwirkung abhängig vom Oberflächenzustand228
4.13 Kerbwirkung bei Zeit- und Kurzzeitfestigkeit232
4.14 Kerbwirkung bei zusammengesetzter Belastung242
4.15 Kerbwirkung abhängig von der Temperatur249
4.16 Kerbwirkung an Eckkerben251
5 Betriebsfestigkeit269
5.1 Beanspruchung-Zeit-Funktion269
5.2 Lastkollektiv272
5.3 Betriebsfestigkeitsversuch und Lebensdauerlinie295
5.4 Schädigung und Schadensakkumulation307
5.5 Schädigungsparameter, Schädigungsmechanik und Kriechschädigung325
5.6 Kerbmechanische Ansätze338
6 Langrißbruchmechanik zur Ermüdungsfestigkeit348
6.1 Anrißbildung und Rißfortschritt348
6.2 Elastische Rißfrontbeanspruchung350
6.3 Rißfrontbeanspruchung im Kerbgrund361
6.4 Berechnungsverfahren zur Rißfrontbeanspruchung369
6.5 Rißfortschrittsrate und Schwellenwert376
6.6 Rißfortschritt im gemischten Beanspruchungsmodus und Mehrachsigkeitseinfluß388
6.7 Lebensdauer bei zyklischem Rißfortschritt396
6.8 Einfluß der Mittelspannung407
6.9 Einfluß des Rißschließens414
6.10 Einfluß des Werkstoffs426
6.11 Einfluß der Korrosion, Temperatur und Frequenz433
6.12 Einfluß der nichteinstufigen Belastung441
7 Kurzrißbruchmechanik zur Ermüdungsfestigkeit458
7.1 Bedeutung des Kurzrißverhaltens458
7.2 Schwellenwert zum Kurzrißfortschritt462
7.3 Zyklische elastisch-plastische Rißfrontbeanspruchung486
7.4 Kurzrißfortschrittsmodelle498
7.5 Kurzrißfortschritt im Kerbgrund511
7.6 Schädigungssumme und Lebensdauer mit Kurzriß537
7.7 Kurzrißmodelle bei mehrachsiger Beanspruchung548
8 Rechnerischer Nachweis der Ermüdungsfestigkeit562
8.1 Komponenten des Nachweises der Ermüdungsfestigkeit562
8.2 Nennspannungsnachweis566
8.3 Strukturspannungsnachweis570
8.4 Kerbspannungsnachweis (elastisch)573
8.5 Kerbdehnungsnachweis (elastisch-plastisch)577
8.6 Rißfortschrittskonzept582
8.7 Sicherheitszahl und Ausfallwahrscheinlichkeit588
8.8 FKM-Richtlinie592
8.9 Eurocode für Bauten aus Stahl und Aluminium602
8.10 ASME-Code für Druckbehälter605
Literaturverzeichnis612
Sachverzeichnis691

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