Alfred Böge Technische Mechanik - PP99

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5.12.2 Einflüsse auf die Festigkeit des Bauteils
5.12.2.1 Beanspruchungsart und Festigkeit
Die verschiedenen Beanspruchungsarten (Zug, Abscheren,
Biegung usw.) rufen in den Bauteilen
Spannungen verschiedener Richtung (Normal- und
Schubspannungen) hervor. Auch die Spannungsverteilung
über dem Querschnitt ist z. B. bei Zug
und Biegung verschieden, so dass es einleuchtet,
dass die Festigkeitswerte für die einzelnen Beanspruchungsarten
zum Teil recht unterschiedlich
sind.
Den erheblichen Unterschied zwischen Zug- und
Druckfestigkeit bei Gusseisen erklärt der Gefügeaufbau:
Die zwischen den Korngrenzen liegenden
Graphitteilchen vermindern bei Zugbeanspruchung
den Zusammenhang der Körner, während sie bei
Druck mittragen.
Stahl hält im Gegensatz zu Gusseisen bei Zugund
Druckbeanspruchung gleich viel aus. Andere
Festigkeitswerte werden von der Art der Beanspruchung
beeinflusst. So ändert sich beispielsweise
die Streckgrenze bei E295 in folgender Weise:
Re bei Zug ¼ 280 N/mm 2
Re bei Biegung ¼ 350 N/mm 2
Re bei Verdrehung ¼ 190 N/mm 2
5.12.2.2 Temperatur und Festigkeit
Bei höherer Temperatur als 20 ºC wird die Festigkeit
des Werkstoffs vermindert. Zum Vergleich die
Streckgrenzwerte für GJMW-400-5:
Re bei 20 ºC ¼ 220 N/mm 2
Re bei 200 ºC ¼ 180 N/mm 2
Re bei 300 ºC ¼ 140 N/mm 2
5.12.2.3 Belastungsart und Festigkeit
Die Festigkeit eines Bauteils ist nicht nur von der
Beanspruchungsart wie Zug, Verdrehung usw. abhängig;
sie wird außerdem sehr stark beeinflusst
durch die Belastungsart, d. h. durch den zeitlichen
Verlauf der jeweils vorliegenden Spannung.
5 Festigkeitslehre
Beispiel:
Die Zugfestigkeit Rm von GJL-200 bei
Raumtemperatur beträgt (siehe Tabelle 5.9,
Seite 385):
Zugfestigkeit Rm ¼ 200 N/mm2 Druckfestigkeit sdB ¼ 720 N/mm2 Biegefestigkeit sbB ¼ 290 N/mm2 sdB 4 Rm (gilt nur für GJL)
Beachte: Bei der Auswahl der Festigkeitswerte
ist die Beanspruchungsart (Zug,
Druck, Biegung, Torsion) zu berücksichtigen.
Beachte: Bei der Auswahl der Festigkeitswerte
ist die Temperatur zu berücksichtigen.
Beachte: Man unterscheidet drei idealisierte
Belastungsfälle: ruhende, schwellende und
wechselnde Belastung (Fall I, II und III).