Ermüdung - Versionsgeschichte

Loeffler-Kamann am 8. Oktober 2024 um 09:10 Uhr

2024-10-08T09:10:38Z

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	Hinweise über die zur experimentellen Ermittlung des Ermüdungsverhaltens verwendeten Prüfkörperformen sind unter [[Prüfkörper für Ermüdungsversuche]] zu finden.		Hinweise über die zur experimentellen Ermittlung des Ermüdungsverhaltens verwendeten Prüfkörperformen sind unter [[Prüfkörper für Ermüdungsversuche]] zu finden.

			==Siehe auch==
			*[[Dauerschwingversuch]]
			*[[Prüfkörper für Ermüdungsversuche]]
			*[[Dauerfestigkeit]]
			*[[Schwingungsinduzierter Kriechbruch]]
			*[[Schwingungsbruch]]


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	* DIN 53442 (1990-09): Prüfung von Kunststoffen – Dauerschwingversuch im Biegebereich an flachen Prüfkörpern		* DIN 53442 (1990-09): Prüfung von Kunststoffen – Dauerschwingversuch im Biegebereich an flachen Prüfkörpern
	* DIN EN ISO 3385 (2014-10): Weich-elastische polymere Schaumstoffe – Bestimmung der Ermüdung im Dauerschwingversuch mit Stoßbelastung unter konstanter Kraft		* DIN EN ISO 3385 (2014-10): Weich-elastische polymere Schaumstoffe – Bestimmung der Ermüdung im Dauerschwingversuch mit Stoßbelastung unter konstanter Kraft
	* [[Grellmann,_Wolfgang\|Grellmann, W.]], [[Seidler,_Sabine\|Seidler, S.]] (Hrsg.): Kunststoffprüfung. Carl Hanser Verlag, München (~~2015~~) 3. Auflage, S. ~~171~~ (ISBN 978-3-446-~~44350~~-1; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter A 18)		* [[Grellmann,_Wolfgang\|Grellmann, W.]], [[Seidler,_Sabine\|Seidler, S.]] (Hrsg.): Kunststoffprüfung. Carl Hanser Verlag, München (2024) 4. Auflage, S. 164–174 (ISBN 978-3-446-44718-9; E-Book: ISBN 978-3-446-48105-3; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter A 23)
	* [[Bierögel,_Christian\|Bierögel, C.]], Grellmann, W.: Fatigue Loading. In: Grellmann, W., [[Seidler,_Sabine\|Seidler, S.]]: Mechanical and Thermomechanical Properties of Polymers. Landolt-Börnstein. Volume VIII/6A3, Springer Verlag, Berlin (2014) 241–285 (ISBN 978-3-642-55165-9; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter A 16)		* [[Bierögel,_Christian\|Bierögel, C.]], Grellmann, W.: Fatigue Loading. In: Grellmann, W., [[Seidler,_Sabine\|Seidler, S.]]: Mechanical and Thermomechanical Properties of Polymers. Landolt-Börnstein. Volume VIII/6A3, Springer Verlag, Berlin (2014) 241–285 (ISBN 978-3-642-55165-9; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter A 16)

	[[Kategorie:Ermüdung]]		[[Kategorie:Ermüdung]]

Oluschinski am 23. März 2023 um 10:47 Uhr

2023-03-23T10:47:55Z

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	'''Literaturhinweise'''		'''Literaturhinweise'''

	* DIN 50100 (~~2021~~-09): Schwingfestigkeitsversuch – Durchführung und Auswertung von zyklischen Versuchen mit konstanter Lastamplitude für metallische Werkstoffproben und Bauteile ~~(Entwurf)~~		* DIN 50100 (2022-12): Schwingfestigkeitsversuch – Durchführung und Auswertung von zyklischen Versuchen mit konstanter Lastamplitude für metallische Werkstoffproben und Bauteile
	* DIN 53442 (1990-09): Prüfung von Kunststoffen – Dauerschwingversuch im Biegebereich an flachen Prüfkörpern		* DIN 53442 (1990-09): Prüfung von Kunststoffen – Dauerschwingversuch im Biegebereich an flachen Prüfkörpern
	* DIN EN ISO 3385 (2014-10): Weich-elastische polymere Schaumstoffe – Bestimmung der Ermüdung im Dauerschwingversuch mit Stoßbelastung unter konstanter Kraft		* DIN EN ISO 3385 (2014-10): Weich-elastische polymere Schaumstoffe – Bestimmung der Ermüdung im Dauerschwingversuch mit Stoßbelastung unter konstanter Kraft

Oluschinski am 28. November 2022 um 08:09 Uhr

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	'''Literaturhinweise'''		'''Literaturhinweise'''

	* DIN 50100 (~~2016~~-12): Schwingfestigkeitsversuch – Durchführung und Auswertung von zyklischen Versuchen mit konstanter Lastamplitude für metallische Werkstoffproben und Bauteile		* DIN 50100 (2021-09): Schwingfestigkeitsversuch – Durchführung und Auswertung von zyklischen Versuchen mit konstanter Lastamplitude für metallische Werkstoffproben und Bauteile (Entwurf)
	* DIN 53442 (1990-09): Prüfung von Kunststoffen – Dauerschwingversuch im Biegebereich an flachen Prüfkörpern		* DIN 53442 (1990-09): Prüfung von Kunststoffen – Dauerschwingversuch im Biegebereich an flachen Prüfkörpern
	* DIN EN ISO 3385 (2014-10): Weich-elastische polymere Schaumstoffe – Bestimmung der Ermüdung im Dauerschwingversuch mit Stoßbelastung unter konstanter Kraft		* DIN EN ISO 3385 (2014-10): Weich-elastische polymere Schaumstoffe – Bestimmung der Ermüdung im Dauerschwingversuch mit Stoßbelastung unter konstanter Kraft

Oluschinski am 12. August 2019 um 09:24 Uhr

2019-08-12T09:24:03Z

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 In Abhängigkeit von den Beanspruchungswerten kann dieser sogenannte Einstufen-Dauerschwingversuch in drei Beanspruchungsbereichen mit insgesamt sieben Beanspruchungsfällen durchgeführt werden ('''Bild 3''').
-[[Datei:dauerschwing_beanspruchung.jpg|650px]]
+[[Datei:Schwingungsbruch-1.jpg]]
 {|
 |- valign="top"
 |width="50px"|'''Bild 3''':
-|width="600px" |Beanspruchungsfälle und -bereiche beim Dauerschwingversuch
+|width="600px"|Beanspruchungsfälle und -bereiche beim Dauerschwingversuch
 |}
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 * DIN 53442 (1990-09): Prüfung von Kunststoffen – Dauerschwingversuch im Biegebereich an flachen Prüfkörpern
 * DIN EN ISO 3385 (2014-10): Weich-elastische polymere Schaumstoffe – Bestimmung der Ermüdung im Dauerschwingversuch mit Stoßbelastung unter konstanter Kraft
-* Grellmann, W., [[Seidler,_Sabine|Seidler, S.]] (Hrsg.): Kunststoffprüfung. Carl Hanser Verlag, München (2015) 3. Auflage, S. 171 (ISBN 978-3-446-44350-1; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter A 18)
+* [[Grellmann,_Wolfgang|Grellmann, W.]], [[Seidler,_Sabine|Seidler, S.]] (Hrsg.): Kunststoffprüfung. Carl Hanser Verlag, München (2015) 3. Auflage, S. 171 (ISBN 978-3-446-44350-1; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter A 18)
-* Bierögel, C., Grellmann, W.: Fatigue Loading. In: Grellmann, W., [[Seidler,_Sabine|Seidler, S.]]: Mechanical and Thermomechanical Properties of Polymers. Landolt-Börnstein. Volume VIII/6A3, Springer Verlag, Berlin (2014) 241–285 (ISBN 978-3-642-55165-9; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter A 16)
+* [[Bierögel,_Christian|Bierögel, C.]], Grellmann, W.: Fatigue Loading. In: Grellmann, W., [[Seidler,_Sabine|Seidler, S.]]: Mechanical and Thermomechanical Properties of Polymers. Landolt-Börnstein. Volume VIII/6A3, Springer Verlag, Berlin (2014) 241–285 (ISBN 978-3-642-55165-9; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter A 16)
 [[Kategorie:Ermüdung]]

Reincke am 16. Februar 2018 um 14:05 Uhr

2018-02-16T14:05:29Z

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	==Grundlagen==		==Grundlagen==

	Im praktischen Einsatz sind Bauteile neben statischen [[Beanspruchung]]en häufig auch schwingenden Belastungen ausgesetzt. Diese werden oftmals auch als dynamische Beanspruchung bezeichnet, die aber von stoßartigen Belastungen ~~(siehe: [[Schlagbeanspruchung Kunststoffe]])~~ (siehe: [[Schlagbeanspruchung Kunststoffe]]) prinzipiell abgegrenzt werden müssen. Selbst wenn diese schwingenden Beanspruchungen im linear-elastischen bzw. linear-viskoelastischen Bereich liegen, können diese bei wesentlich niedrigeren Spannungen und Dehnungen als beim statischen Lastfall zum [[Bauteilversagen\|Versagen des Bauteils]] führen.		Im praktischen Einsatz sind Bauteile neben statischen [[Beanspruchung]]en häufig auch schwingenden Belastungen ausgesetzt. Diese werden oftmals auch als dynamische Beanspruchung bezeichnet, die aber von stoßartigen Belastungen (siehe: [[Schlagbeanspruchung Kunststoffe]]) prinzipiell abgegrenzt werden müssen. Selbst wenn diese schwingenden Beanspruchungen im linear-elastischen bzw. linear-viskoelastischen Bereich liegen, können diese bei wesentlich niedrigeren Spannungen und Dehnungen als beim statischen Lastfall zum [[Bauteilversagen\|Versagen des Bauteils]] führen.

	Überschreitet die Dehnungsamplitude die Grenze der [[linear-viskoelastisches Verhalten\|linearen Viskoelastizität]], treten Schädigungen z. B. als [[Riss\|Mikrorisse]] auf. Statische ~~Festigkeits~~- und ~~Deformationskennwerte~~ dürfen deshalb nicht zur Dimensionierung (siehe: [[Kunststoffbauteil\|Kunststoffbauteil, Dimensionierung]]) schwingend beanspruchter Konstruktionsteile verwendet werden.		Überschreitet die Dehnungsamplitude die Grenze der [[linear-viskoelastisches Verhalten\|linearen Viskoelastizität]], treten Schädigungen z. B. als [[Riss\|Mikrorisse]] auf. Statische [[Festigkeit]]s- und [[Deformation]]skennwerte dürfen deshalb nicht zur Dimensionierung (siehe: [[Kunststoffbauteil\|Kunststoffbauteil, Dimensionierung]]) schwingend beanspruchter Konstruktionsteile verwendet werden.

	==Spannungs- und Dehnungsgeregelter Dauerschwingversuch==		==Spannungs- und Dehnungsgeregelter Dauerschwingversuch==

Reincke am 18. Dezember 2017 um 09:26 Uhr

2017-12-18T09:26:32Z

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	'''Literaturhinweise'''		'''Literaturhinweise'''

	* DIN 50100 (~~2015~~-11): ~~Werkstoffprüfung~~ – ~~Dauerschwingversuch – Begriffe, Zeichen,~~ Durchführung, Auswertung		* DIN 50100 (2016-12): Schwingfestigkeitsversuch – Durchführung und Auswertung von zyklischen Versuchen mit konstanter Lastamplitude für metallische Werkstoffproben und Bauteile
	* DIN 53442 (1990-09): Prüfung von Kunststoffen – Dauerschwingversuch im Biegebereich an flachen Prüfkörpern		* DIN 53442 (1990-09): Prüfung von Kunststoffen – Dauerschwingversuch im Biegebereich an flachen Prüfkörpern
	* DIN EN ISO 3385 (2014-10): Weich-elastische polymere Schaumstoffe – Bestimmung der Ermüdung im Dauerschwingversuch mit Stoßbelastung unter konstanter Kraft		* DIN EN ISO 3385 (2014-10): Weich-elastische polymere Schaumstoffe – Bestimmung der Ermüdung im Dauerschwingversuch mit Stoßbelastung unter konstanter Kraft

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Die Seite wurde neu angelegt: „{{PSM_Infobox}} Ermüdung __FORCETOC__ ==Grundlagen== Im praktischen Einsatz sind Bauteile neben statische…“

Neue Seite

{{PSM_Infobox}}
Ermüdung
__FORCETOC__
==Grundlagen==

Im praktischen Einsatz sind Bauteile neben statischen [[Beanspruchung]]en häufig auch schwingenden Belastungen ausgesetzt. Diese werden oftmals auch als dynamische Beanspruchung bezeichnet, die aber von stoßartigen Belastungen (siehe: [[Schlagbeanspruchung Kunststoffe]]) (siehe: [[Schlagbeanspruchung Kunststoffe]]) prinzipiell abgegrenzt werden müssen. Selbst wenn diese schwingenden Beanspruchungen im linear-elastischen bzw. linear-viskoelastischen Bereich liegen, können diese bei wesentlich niedrigeren Spannungen und Dehnungen als beim statischen Lastfall zum [[Bauteilversagen|Versagen des Bauteils]] führen.

Überschreitet die Dehnungsamplitude die Grenze der [[linear-viskoelastisches Verhalten|linearen Viskoelastizität]], treten Schädigungen z. B. als [[Riss|Mikrorisse]] auf. Statische Festigkeits- und Deformationskennwerte dürfen deshalb nicht zur Dimensionierung (siehe: [[Kunststoffbauteil|Kunststoffbauteil, Dimensionierung]]) schwingend beanspruchter Konstruktionsteile verwendet werden.

==Spannungs- und Dehnungsgeregelter Dauerschwingversuch==

Schwingende Beanspruchung heißt periodisch wechselnde Beanspruchung und das Prüfverfahren zur Ermittlung von [[Kennwert]]en unter dieser [[Beanspruchung]]sart wird als '''[[Dauerschwingversuch]]''' bezeichnet. Dabei werden zwei unterschiedliche Varianten unterschieden:

* Spannungsgeregelter Dauerschwingversuch bei dem einer konstanten Spannung eine konstante Spannungsamplitude überlagert wird (Eliminierung der Spannungsrelaxation erforderlich)
* dehnungsgeregelter Dauerschwingversuch bei dem einer konstanten Dehnung eine konstante Dehnungsamplitude überlagert wird (Eliminierung des Kriechens unter Last erforderlich)

Diese Überlagerung der zu Beginn des Versuches erzeugten Spannung bzw. Dehnung mit einer periodischen Spannungs- oder Dehnungsamplitude wird im nachfolgenden '''Bild 1''' grafisch dargestellt.

[[Datei:Ermüdung.jpg]]
{|
|- valign="top"
|width="50px"|'''Bild 1''':
|width="600px" |Spannungs-Zeit- und Dehnungs-Zeit-Schaubild bei schwingender Beanspruchung
{|
| width="50px" |<math>\sigma</math>o
| width="250px" |Oberspannung
| width="50px" |<math>\epsilon</math>o
| width="100px" |Oberdehnung
|-
|<math>\sigma</math>u
|Unterspannung
|<math>\epsilon</math>u
|Unterdehnung
|-
|<math>\sigma</math>m
|Mittelspannung
|<math>\epsilon</math>m
|Mitteldehnung
|-
|<math>\sigma</math>m
|Spannungsausschlag
|<math>\epsilon</math>m
|Dehnungsausschlag
|}
|}
Ein vollständiger Beanspruchungszyklus wird als Lastspiel oder Schwingspiel bezeichnet. Die Mittelspannung (Mitteldehnung) <math>\sigma</math>m (<math>\epsilon</math>m) ist die bereits erwähnte Vorspannung (Vordehnung), <math>\sigma</math>a (<math>\epsilon</math>a) charakterisieren die Amplitude der überlagerten Spannung (Dehnung), <math>\sigma</math>o (<math>\epsilon</math>o) und <math>\sigma</math>u (<math>\epsilon</math>u) den größten bzw. kleinsten in einem Schwingspiel auftretenden Spannungs- (Dehnungs-) Wert.

==Arten von Schwingungen==

In der prüftechnischen Praxis können folgende Arten von Schwingungen realisiert werden (siehe auch '''Bild 2'''):

* Dreieckschwingung (Triangle)
* Halbdreieckschwingung (Halftriangle)
* Sinusschwingung (Sine)
* Halbsinusschwingung (Halfsine)
* Rechteck- oder Trapezschwingung (Square)
* Halbtrapezschwingung (Halfsquare)
* Dreieckrampe (Triangleramp)
* Zufallsschwingung (Random)

[[Datei:schwingungen.jpg|500px]]
{|
|- valign="top"
|width="50px"|'''Bild 2''':
|width="600px" |Arten von Schwingungen beim [[Dauerschwingversuch]]
|}

==Beanspruchungsfälle bei einer Sinusschwingung==

In der Prüfpraxis wird zumeist die Sinusschwingung bevorzugt, da sie die höchste Regelkreisstabilität besitzt.

In Abhängigkeit von den Beanspruchungswerten kann dieser sogenannte Einstufen-Dauerschwingversuch in drei Beanspruchungsbereichen mit insgesamt sieben Beanspruchungsfällen durchgeführt werden ('''Bild 3''').
{|
|-
|1
|
|Beanspruchung im Druckschwellbereich
|-
|2
|
|Druckschwellbeanspruchung
|-
|3
|
|Beanspruchung im Druckwechselbereich
|-
|4
|
|Wechselbeanspruchung
|-
|5
|
|Beanspruchung im Zugwechselbereich
|-
|6
|
|Zugschwellbeanspruchung
|-
|7
|
|Beanspruchung im Zugschwellbereich
|}

[[Datei:dauerschwing_beanspruchung.jpg|650px]]
{|
|- valign="top"
|width="50px"|'''Bild 3''':
|width="600px" |Beanspruchungsfälle und -bereiche beim Dauerschwingversuch
|}

Je nach Versuchsdurchführung werden entweder die Mittelspannung und die Spannungsamplitude oder die Ober- und Unterspannung als Beanspruchungswerte vorgegeben. Im spannungsgeregelten Dauerschwingversuch wird das Spannungsverhältnis R = <math>\sigma</math>u / <math>\sigma</math>o als [[Kenngröße]] angegeben. Dabei ist zu unterscheiden zwischen:

* '''Zugschwellbereich''' <math>\sigma</math>o und <math>\sigma</math>u sind positiv; <math>\sigma</math>m ≥ <math>\sigma</math>a; 0 ≤ R < +1,
* '''Wechselbereich''' <math>\sigma</math>o und <math>\sigma</math>u haben entgegengesetzte Vorzeichen; <math>\sigma</math>m < <math>\sigma</math>a; 0 ≤ R < -1 und
* '''Druckschwellbereich''' <math>\sigma</math>o und <math>\sigma</math>u sind negativ; <math>\sigma</math>m ≥ <math>\sigma</math>a; 0 ≤ R < +1.

==Bestimmung der Dauerfestigkeit==

Wird von einer konstanten Mittelspannung ausgegangen besteht das Ziel des Versuchs darin, die Dauerschwingfestigkeit oder [[Dauerfestigkeit]] <math>\sigma</math>D zu ermitteln. Die [[Dauerfestigkeit]] <math>\sigma</math>D charakterisiert die größte Spannungsamplitude <math>\sigma</math>a, die ein Prüfkörper unendlich oft und ohne unzulässige Verformungen aushält. Bei allen Spannungsamplituden oberhalb <math>\sigma</math>D erfolgt der [[Bruch]] des [[Prüfkörper]]s. Zur praktischen Bestimmung von <math>\sigma</math>D kann der WÖHLER-Versuch zur Ermittlung von S-N-Kurven durchgeführt werden, der die Abhängigkeit zwischen Beanspruchungshöhe und ermittelter Bruchschwingspielzahl wiedergibt. Der WÖHLER-Versuch wird bei [[Kunststoffe]]n bis zu Schwingspielzahlen von N ≥ 107 durchgeführt.

Hinweise über die zur experimentellen Ermittlung des Ermüdungsverhaltens verwendeten Prüfkörperformen sind unter [[Prüfkörper für Ermüdungsversuche]] zu finden.

'''Literaturhinweise'''

* DIN 50100 (2015-11): Werkstoffprüfung – Dauerschwingversuch – Begriffe, Zeichen, Durchführung, Auswertung
* DIN 53442 (1990-09): Prüfung von Kunststoffen – Dauerschwingversuch im Biegebereich an flachen Prüfkörpern
* DIN EN ISO 3385 (2014-10): Weich-elastische polymere Schaumstoffe – Bestimmung der Ermüdung im Dauerschwingversuch mit Stoßbelastung unter konstanter Kraft
* Grellmann, W., [[Seidler,_Sabine|Seidler, S.]] (Hrsg.): Kunststoffprüfung. Carl Hanser Verlag, München (2015) 3. Auflage, S. 171 (ISBN 978-3-446-44350-1; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter A 18)
* Bierögel, C., Grellmann, W.: Fatigue Loading. In: Grellmann, W., [[Seidler,_Sabine|Seidler, S.]]: Mechanical and Thermomechanical Properties of Polymers. Landolt-Börnstein. Volume VIII/6A3, Springer Verlag, Berlin (2014) 241–285 (ISBN 978-3-642-55165-9; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter A 16)

[[Kategorie:Ermüdung]]