Dauerschwingfestigkeit bei spanend bearbeiteten Bauteilen: Herrn Prof. Dr.-Ing. H. Zenner zum 70. Geburtstag gewidmet

Udo Kleemann

doi:10.3139/120.100901

Article

Dauerschwingfestigkeit bei spanend bearbeiteten Bauteilen

Herrn Prof. Dr.-Ing. H. Zenner zum 70. Geburtstag gewidmet

Udo Kleemann

Published/Copyright: May 26, 2013

Published by

Become an author with De Gruyter Brill

Submit Manuscript Author Information

From the journal Materials Testing Volume 50 Issue 7-8

Kurzfassung

Die Berechnung der Schwingfestigkeit hat in den letzten Jahren für die Bauteilentwicklung an Bedeutung gewonnen. Der heutige Stand im technischen Regelwerk zum Oberflächeneinfluss basiert auf einem Kenntnisstand, der 50 Jahre zurückliegt und damit den mit modernen Fertigungsverfahren erzeugten Zustand der Randschicht nicht ausreichend berücksichtigt.

Die vorliegende Untersuchung zeigt, dass der Einfluss der Oberfläche auf die Schwingfestigkeit nur beschreibbar ist, wenn der Eigenspannungszustand berücksichtigt wird. Es wird ein Konzept vorgeschlagen und verifiziert, mit dem die Dauerfestigkeit zutreffend berechnet werden kann, wenn die statische Festigkeit, die Eigenspannungen und die Oberflächentopographie bekannt sind. Ein Vorschlag für die Abschätzung des Eigenspannungsfaktors mit der Schubspannungsintensitätshypothese (SIH), bei ungünstigem Eigenspannungszustand, liefert gute Ergebnisse.

Abstract

For the development of structural components, the importance of calculating the fatigue strength has steadily increased during recent years. The current state of the art in the catalog of technical rules on surface effects is based on results which were obtained 50 years ago. They aren't to be able to describe the current state of the surface layer which is manufactured by modern production processes.

The present investigation shows, that the acknowledgement of the residual stress state is required for description of the influence of the machined surface to the fatigue strength. A concept is proposed and verified, for accurately calculating the fatigue strength, provided that the static strength, the surface topography and the residual stresses are known. A proposal for estimation the residual stress factor for adverse residual stress state by the shear stress intensity hypothesis (SIH), delivers good results.

Dr.-Ing. Udo Kleemann, geb. 1969, studierte Allgemeinen Maschinenbau an der TU Clausthal mit der Vertiefungsrichtung Betriebsfestigkeit. Von 2001 bis 2006 war er wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Maschinelle Anlagentechnik und Betriebsfestigkeit der TU Clausthal. Seit 2006 ist er als Entwicklungsingenieur bei der Robert Bosch GmbH in Schwieberdingen beschäftigt. Im Jahr 2007 promovierte er an der TU Clausthal.

Literatur

1 H.Gudehus, H.Zenner: Leitfaden für eine Betriebsfestigkeitsrechnung, 4. Auflage, Verlag Stahleisen, Düsseldorf (1999)Search in Google Scholar

2 B.Hänel, E.Haibach, T.Seeger, G.Wirthgen, H.Zenner: FKM-Richtlinie – Guideline – Analytical Strength Assessment of Components in Mechanical Engineering, 5th Revised Edition, VDMA Verlag, Frankfurt/M. (2003)Search in Google Scholar

3 J.Liu: Dauerfestigkeitsberechnung metallischer Bauteile, Habilitationsschrift, TU Clausthal (2001)Search in Google Scholar

4 M.Hück, L.Thrainer, W.Schütz: Berechnung von Wöhlerlinien für Bauteile aus Stahl, Stahlguss und Grauguss – Synthetische Wöhlerlinien, Zweite überarbeitete Fassung, Bericht Nr. ABF 11 Verlag Stahleisen, Düsseldorf (1981)Search in Google Scholar

5 TGL 19340: DDR Standard TGL19340 Dauerfestigkeit der Maschinenbauteile (1983)Search in Google Scholar

6 A.Sigwart: Bauteilrandschicht und Schwingfestigkeit, Dissertation, TU Clausthal (1994)Search in Google Scholar

7 C.Borbe, F.Renner: Schwingfestigkeit hartgedrehter/geschliffener Bauteile, Abschlussbericht, Stiftung Industrieforschung, Köln, begleitet durch Stiftung Studiengesellschaft Stahlanwendung (2000)Search in Google Scholar

8 U.Kleemann, H.Zenner: Bauteiloberfläche und Schwingfestigkeit – Untersuchungen zum Einfluss der Bauteiloberfläche und -randschicht auf die Ermüdungsfestigkeit, Forschungskuratorium Maschinenbau e.V., Frankfurt/M., Heft286 (2005)10.1002/mawe.200600995Search in Google Scholar

9 E.Siebel, M.Gaier: Untersuchungen über den Einfluss der Oberflächenbeschaffenheit auf die Dauerschwingfestigkeit metallischer Bauteile, VDI-Z.98 (1956), S. 1715-1723Search in Google Scholar

10 U.Kleemann: Bauteilrandschicht und Schwingfestigkeit, Dissertation, TU Clausthal (2007)Search in Google Scholar

11 E.Siebel, M.Stieler: Ungleichmäßige Spannungsverteilung bei schwingender Beanspruchung, VDI-Z.97 (1955), No. 5, S. 121-126Search in Google Scholar

12 U.Kleemann, H.Zenner: Bauteiloberfläche und Schwingfestigkeit – Untersuchungen zum Einfluss der Randschicht auf die Dauerschwingfestigkeit von Bauteilen aus Stahl, Mat.-wiss. und Werkstofftechnik, 37 (2006), No. 510.1002/mawe.200600995Search in Google Scholar

13 H.Zenner, U.Kleemann: Berechnung der Dauerschwingfestigkeit bei biaxialen Mittelspannungen, Mat.-wiss. und Werkstofftechnik37 (2006), No. 10Search in Google Scholar

Online erschienen: 2013-05-26

Erschienen im Druck: 2008-07-01

You are currently not able to access this content.

Articles in the same Issue

https://doi.org/10.3139/120.100901