Kennwertbeziehungen für die Normal- und Torsions-Mittelspannungsempfindlichkeit metallischer Werkstoffe

Summary

Bei zyklischer Belastung wird die Ermüdung und die Beanspruchbarkeit metallischer Werkstoffe maßgeblich durch Mittelspannungen beeinflusst, was in sog. Dauerfestigkeits-Schaubildern für schwingende Zug-Druck- oder Biege- Beanspruchungen sowie für Torsion darstellbar ist. Die Beschreibung der Versagensgrenzen konstanter Lebensdauer stützt sich gewöhnlich auf Kennwerte für die Schwingfestigkeit bei rein wechselnder und rein schwellender Beanspruchung. Mangels vorliegender Versuchsdaten wird vielfach gemäß gebräuchlicher Richtlinien auf die sog. Mittelspannungsemfindlichkeit als Funktion der Zugfestigkeit R_m zurückgegriffen. Zur Substitution dieser nicht mehr dem Kenntnisstand gerechten Einschätzung wird eine mit der Neigung der Wöhlerlinie im doppel-logarithmischen Wöhlerdiagramm formal im Zusammenhang stehende Kennwertrelation vorgestellt, wonach die Schwellfestigkeit mit der Wechselfestigkeit korreliert. Die Wechselbeziehung zwischen R = 0 und R = –1 ermöglicht anhand empirisch ermittelter, werkstoffgruppenspezifischer Parameterkombinationen eine approximative Bestimmung der jeweils unbekannten Wöhlerlinie im Bereich der Langzeitfestigkeit und somit auch eine adäquate Beschreibung des Normal- und Torsionsmittelspannungseinflusses im Haigh-Diagramm.