Zusammenfassung
Mit Hilfe der Festigkeitsberechnung werden die Spannungen und Verformungen eines Bauteils ermittelt und es wird geprüft, ob ein Versagen, d. h. Bruch, unzulässige plastische oder elastische Verformung oder Instabilität (Knicken oder Beulen), mit ausreichender Sicherheit ausgeschlossen werden kann. Die Sicherheiten gegen diese Versagensgrenzen sollen aber nicht unnötig hoch sein, um den Werkstoff sinnvoll auszunutzen und um wirtschaftliche Lösungen erzielen zu können: sichere Funktion bei minimalen Kosten.
Im folgenden Kapitel werden der statische und dynamische Festigkeitsnachweis auf Basis der FKM-Richtlinie (2012) detailliert beschrieben. Es werden die Besonderheiten bei der Tragfähigkeit von Kunststoffbauteilen und die Grundlagen der Betriebsfestigkeit und Bruchmechanik vorgestellt.
Access this chapter
Tax calculation will be finalised at checkout
Purchases are for personal use only
Literatur
Bayer Leverkusen (1998) Programm RALPH, Richtlinien und Belastungsgrenzen für die Konstruktion von Kunststoffbauteilen. Leverkusen
Blumenauer H, Pusch G (1993) Technische Bruchmechanik, 3. Aufl. Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig, Stuttgart
Buxbaum O (1992) Betriebsfestigkeit – Sichere und wirtschaftliche Bemessung schwingbruchgefährdeter Bauteile, 2. Aufl. Verlag Stahleisen, Düsseldorf
Dauerfestigkeit von Stahl. Merkblatt 457 der Beratungsstelle für Stahlverwendung, Düsseldorf
DIN 743 Tragfähigkeitsberechnung von Wellen und Achsen – Teil 1:2012-12 Einführung, Grundlagen – Teil 2:2012-12 Formzahlen und Kerbwirkungszahlen – Teil 3:2012-12 Werkstofffestigkeitswerte – Teil 4:2012-12 Zeitfestigkeit, Dauerfestigkeit – Schädigungsäquivalente Spannungsamplitude
DIN 50100:2016-12 Schwingfestigkeitsversuch – Durchführung und Auswertung von zyklischen Versuchen mit konstanter Lastamplitude für metallische Werkstoffproben und Bauteile
DIN 50125:2016-12 Prüfung metallischer Werkstoffe – Zugprobe
DIN EN 1561:2012-01 Gießereiwesen – Gusseisen mit Lamellengraphit
DIN EN 1562:2012-05 Gießereiwesen – Temperguss
DIN EN 1563:2012-03 Gießereiwesen – Gusseisen mit Kugelgraphit
DIN EN 1993 Eurocode 3: Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten – Teil 1-1:2010-12 Allgemeine Bemessungsregeln für den Hochbau
DIN EN 10025 Warmgewalzte Erzeugnisse aus Baustählen – Teil 2:2005-04 Technische Lieferbedingungen für unlegierte Baustähle – Teil 3:2005-02 Technische Lieferbedingungen für normalgeglühte/normalisierend gewalzte schweißgeeignete Feinkornbaustähle – Teil 4:2005-02 Technische Lieferbedingungen für thermomechanisch gewalzte schweißgeeignete Feinkornbaustähle
DIN EN 10083 Vergütungsstähle – Teil 2:2006-10 Technische Lieferbedingungen für unlegierte Stähle – Teil 3:2007-01 Technische Lieferbedingungen für legierte Stähle
DIN EN 10084:2008-06 Einsatzstähle – Technische Lieferbedingungen
DIN EN 10085:2001-07 Nitrierstähle – Technische Lieferbedingungen
DIN EN 10088 Nichtrostende Stähle – Teil 2:2014-12 Technische Lieferbedingungen für Blech und Band aus korrosionsbeständigen Stählen für allgemeine Verwendung
DIN EN 10293:2015-04 Stahlguss – Stahlguss für allgemeine Anwendungen
DIN EN ISO 527 Kunststoffe – Bestimmung der Zugeigenschaften – Teil 1:2012-06 Allgemeine Grundsätze – Teil 2:2012-06 Prüfbedingungen für Form- und Extrusionsmassen – Teil 3:2003-07 Prüfbedingungen für Folien und Tafeln
DIN EN ISO 6506 Metallische Werkstoffe – Härteprüfung nach Brinell – Teil 1:2015-02 Prüfverfahren – Teil 4:2015-02 Tabelle zur Bestimmung der Härte
DIN EN ISO 6507 Metallische Werkstoffe – Härteprüfung nach Vickers – Teil 1:2006-03 Prüfverfahren – Teil 2:2013-12 Überprüfung und Kalibrierung der Prüfmaschinen – Teil 3:2006-03 Kalibrierung von Härtevergleichsplatten – Teil 4:2006-03 Tabellen zur Bestimmung der Härtewerte
DIN EN ISO 6508 Metallische Werkstoffe – Härteprüfung nach Rockwell – Teil 1:2016-12 Prüfverfahren – Teil 2:2015-06 Überprüfung und Kalibrierung der Prüfmaschinen und Eindringkörper – Teil 3:2015-06 Kalibrierung von Härtevergleichsplatten
DIN EN ISO 18265:2014-02 Metallische Werkstoffe – Umwertung von Härtewerten
DUBBEL (2014) Taschenbuch für den Maschinenbau, 24. Aufl. Springer, Berlin
FKM-Richtlinie (2009) Bruchmechanischer Festigkeitsnachweis für Maschinenbauteile, 3. Aufl. Forschungskuratorium Maschinenbau, Frankfurt
FKM-Richtlinie (2012) Rechnerischer Festigkeitsnachweis für Maschinenbauteile, 6. Aufl. Forschungskuratorium Maschinenbau, Frankfurt
French HJ (1933) Fatigue and Hardening of steels. Transactions American Society of Steel Treating 21:899
Fröhlich P (1995) FEM-Leitfaden – Einführung und praktischer Einsatz von Finite-Elemente-Programmen. Springer, Berlin
Hahn M (1995) Festigkeitsberechnung und Lebensdauerabschätzung für metallische Bauteile unter mehrachsig schwingender Beanspruchung. Dissertation, TU Berlin
Häberer R, Munz D (1980) Plastische Grenzlasten für Proben und Bauteile mit Rissen. Primärbericht des IRB im KFK 10.02.12 P 01A
Haibach E (2006) Betriebsfestigkeit – Verfahren und Daten zur Bauteilberechnung, 3. Aufl. Springer, Berlin
Haibach E (1992) Betriebsfeste Bauteile. Konstruktionsbücher, Bd 13. Springer, Berlin
Heckel K (1991) Einführung in die technische Anwendung der Bruchmechanik, 3. Aufl. Hanser, München, Wien
Hütte (1996) Die Grundlagen der Ingenieurwissenschaften, 30. Aufl. Springer, Berlin
Irwin GR (1962) Journal of Applied Mechanics E 84(4):651–654
Irwin GR (1964) Mat Res Stands 4:107
Kochendörfer A, Schürenkämper A (1961) Spannungszustand und Ausbildung der Fließzonen in gekerbten Zug- und Biegeproben und ihr Einfluss auf das Festigkeits- und Formänderungsverhalten der Werkstoffe. Archiv für das Eisenhüttenwesen 32(10):689–699
Lorenz P, Poterasu V, Mihalache N (1995) Methode der Finiten Elemente und Randelemente. Vieweg, Braunschweig
Mayer W (1974) Wirkung von Kerben und Orientierungen auf das Festigkeitsverhalten eines amorphen SAN-Copolymeren insbesondere bei schwingender Beanspruchung. Dissertation, Universität Stuttgart
Mayr M (1999) Technische Mechanik, 2. Aufl. Hanser, München
Mayr M, Thalhofer U (1993) Numerische Lösungsverfahren in der Praxis: FEM-BEM-FDM. Hanser, München
Müller H-W (1987) Kompendium Maschinenelemente, 7. Aufl. Selbstverlag, Darmstadt
Neuber H (1985) Kerbspannungslehre. Springer, Berlin
Niemann G, Winter H (1989) Maschinenelemente, Bd. II, 2. Aufl. Springer, Berlin, Heidelberg
Niemann G, Winter H, Höhn B-R (2001) Maschinenelemente, Bd. I, 3. Aufl. Springer, Berlin Heidelberg
Oberbach K (1980) Kunststoffkennwerte für Konstrukteure. Carl Hanser Verlag, München
Oberbach K (1982) Zur Aussagekraft von Stoßversuchen an Probekörpern für das Zähigkeitsverhalten von Plastformteilen. Plaste und Kautschuk 3:178–182
Oberbach K, Rupprecht L (1987) Kunststoffkennwerte für Datenbank und Konstruktion. Kunststoffe 77(8):783–790
Rösler J, Harders H, Bäker M (2016) Mechanisches Verhalten der Werkstoffe, 5. Aufl. Springer, Berlin
Schinn R, Schieferstein U (1973) Anforderungen und Abnahmekriterien für schwere Schmiedestücke des Turbogeneratorenbaues. VGB-Kraftwerkstechnik 53:182–195
Schütz W (1967) Über eine Beziehung zwischen der Lebensdauer bei konstanter und bei veränderlicher Beanspruchungsamplitude und ihre Anwendbarkeit auf die Bemessung von Flugzeugbauteilen. Z Flugwissenschaften 15(11):407–419
Schütz W (1983) Lebensdauervorhersage schwingend beanspruchter Bauteile. Der Maschinenschaden 56(6):221–224
Schwalbe KH (1980) Bruchmechanik metallischer Werkstoffe. Hanser, Wien
SEW 550:1976-08 Stähle für größere Schmiedestücke; Gütevorschriften
Tetmajer L (1903) Die Gesetze der Knickungs- und der zusammengesetzten Druckfestigkeit der technisch wichtigsten Baustoffe, 3. Aufl. Franz Deuticke, Leipzig und Wien
VDI/VDE 2616 Blatt 1:2012-08 Härteprüfung an metallischen Werkstoffen. VDI-Verlag, Düsseldorf
Wellinger K, Dietmann H (1969) Festigkeitsberechnung, 3. Aufl. Kröner, Stuttgart
Author information
Authors and Affiliations
Corresponding author
Rights and permissions
Copyright information
© 2019 Springer-Verlag GmbH Deutschland, ein Teil von Springer Nature
About this chapter
Cite this chapter
Niemann, G., Winter, H., Höhn, BR., Stahl, K. (2019). Praktische Festigkeitsberechnung. In: Maschinenelemente 1. Springer Vieweg, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-662-55482-1_3
Download citation
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-662-55482-1_3
Published:
Publisher Name: Springer Vieweg, Berlin, Heidelberg
Print ISBN: 978-3-662-55481-4
Online ISBN: 978-3-662-55482-1
eBook Packages: Computer Science and Engineering (German Language)