Richtlinie Federn

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Herausgeber FKM
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9783816307419
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  • Richtlinie Federn | Buch

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    107419

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    Beschreibung

    Richtlinie Federn | Buch

    Rechnerischer Festigkeitsnachweis für Federn und Federelemente

    FKM 1. Auflage 2020
    40 Seiten

    Der Berechnungsalgorithmus für Federn lehnt sich an den Berechnungsalgorithmus für nicht geschweißte Bauteile [FKM12] an und wurde im Rahmen des Forschungsprojekts IGF 18495 BG (2017) „Rechnerischer Festigkeitsnachweis für Federn und Federelemente“ erarbeitet.
    Die FKM-Richtlinie für Federn und Federelemente
    - ist im Maschinenbau und in verwandten Bereichen der Industrie anwendbar,
    - beschreibt den statischen Festigkeitsnachweis, im Wesentlichen aber den Ermüdungsfestigkeitsnach-weis als Dauer-, Zeit- oder Betriebsfestigkeitsnachweis,
    - gilt vorrangig für Federn und Federelemente aus ölschlussvergüteten, patentiert gezogenen und korrosionsbeständigen Drähten mit Drahtdurchmes-sern von 1,0 bis 12,0 mm bzw. Federn und Federelemente aus vergütetem und korrosionsbeständigem Bandmaterial mit Bandstärken von 0,1 bis 2,0 mm,
    - gilt für torsions- und biegebeanspruchte Federn und Federelemente, vorzugsweise für Schraubendruckfedern, Schenkelfedern und Spiralfedern (nicht für Tellerfedern) und
    - gilt einheitlich für alle kaltgeformten Federn und Federelemente.
    Für alle Anwendungsfälle gilt ein einheitlich strukturierter Berechnungsablauf, der an die Vorgehensweise in [FKM12] angelehnt ist. Der Berechnungsalgorithmus besteht aus Anweisungen, Formeln, Tabellen und Erläu-terungen. Der Inhalt mit seinen umfassenden Berechnungsmöglichkeiten entspricht dem neuesten Stand der Forschung. Die verwendeten Formelzeichen sind der neueren Entwicklung angepasst. Der Berechnungsablauf wird zur besseren Verständlichkeit durch Beispiele ergänzt.

    Die Richtlinie wurde verfasst
    im Auftrag des Forschungskuratoriums Maschinenbau e.V. (FKM)
    im Fachkreis Bauteilfestigkeit
    von
    Prof. Dr.-Ing. Ulf Kletzin
    Technische Universität Ilmenau, Fachgebiet Maschinenelemente
    Dr.-Ing. René Reich
    Technische Universität Ilmenau, Fachgebiet Maschinenelemente
    Prof. Dr.-Ing. Matthias Oechsner
    Technische Universität Darmstadt, Institut für Werkstoffkunde
    Dipl.-Ing. André Spies
    Technische Universität Darmstadt, Institut für Werkstoffkunde
    weitere
    Prof. Dr.-Ing. Brita Pyttel
    Dipl.-Phys. Georg Hannig
    Prof. Dr.-Ing. Roland Rennert
    Prof. Dr.-Ing. Eckehard Kullig

    Inhalt
    Vorwort
    Literatur
    Inhaltsverzeichnis 
    0 Allgemeines
    0.0 Anwendungsbereich 
    0.1 Grundlagen 
    0.2 Erforderliche Nachweise
    0.3 Spannungen und Bauteilarten 
    0.4 Berechnungsablauf 
    1 Statischer Festigkeitsnachweis 
    2 Ermüdungsfestigkeitsnachweis mit örtlichen Spannungen
    2.0 Allgemeines
    2.1 Spannungskennwerte 
    2.1.0 Allgemeines
    2.1.1 Spannungskomponenten
    2.1.2 Spannungskollektiv und Wöhlerlinie
    2.1.2.1 Spannungskollektivkennwerte 
    2.1.2.2 Wöhlerlinienkennwerte 
    2.1.3 Anpassung des Spannungskollektivs an die Bauteil-Wöhlerlinie
    2.1.4 Äquivalentspannungsamplitude 
    2.2 Werkstoffkennwerte
    2.2.0 Allgemeines
    2.2.1 Bauteil-Normwerte
    2.2.2 Zugdruckwechselfestigkeitsfaktor und Schubwechselfestigkeitsfaktor
    2.2.3 Temperaturfaktor 
    2.3 Konstruktionskennwerte
    2.3.0 Allgemeines
    2.3.1 Konstruktionsfaktoren 
    2.3.2 Schätzwert der Kerbwirkungszahl 
    2.3.3 Berechnung der Stützzahlen
    2.3.4 Rauheitsfaktor
    2.3.5 Randschichtfaktor
    2.4 Bauteilfestigkeit
    2.4.0 Allgemeines
    2.4.1 Bauteil-Wechselfestigkeit
    2.4.2 Bauteil-Dauerfestigkeit je nach Mittelspannung
    2.4.2.0 Allgemeines
    2.4.2.1 Amplitude der Bauteil-Dauerfestigkeit
    2.4.2.2 Mittelspannungsempfindlichkeit 
    2.4.2.3 Eigenspannungsfaktor 
    2.4.2.4 Dauerfestigkeitsschaubild
    2.4.2.5 Mittelspannungsfaktor 
    2.4.3 Bauteil-Betriebsfestigkeit 
    2.4.3.0 Allgemeines
    2.4.3.1 Ertragbare Spannungskomponenten 
    2.4.3.2 Bauteil-Wöhlerlinie
    2.4.3.3 Betriebsfestigkeitsfaktor 
    2.5 Sicherheitsfaktoren
    2.5.0 Allgemeines
    2.5.1 Vertrauensniveau der Datenbasis 
    2.5.2 Ableitung von Spannungs-Quantilen mit höherer Zuverlässigkeit
    2.5.3 Gesamtsicherheitsfaktor 
    2.6 Nachweis 
    2.6.0 Allgemeines
    2.6.1 Einzelne Spannungsarten 
    2.6.2 Zusammengesetzte Spannungsarten
    3 Anhang
    3.1 Bestimmung der hoch beanspruchten Bauteiloberfläche
    3.1.1 Allgemeines
    3.1.2 A 90 %-Verfahren 
    3.1.2.1 Schraubendruckfeder (DF) 
    3.1.2.2 Schenkelfeder (SF)
    3.1.2.3 Spiralfeder (SPF)
    3.1.3 Verwendung von Spannungsintegralen 
    3.1.3.1 Schenkelfeder (SF)
    3.1.3.2 Spiralfeder (SPF)
    3.1.3.3 Schraubendruckfeder (DF) 
    3.2 Mittelspannungsverschiebung 
    3.2.1 Allgemein
    3.2.2 Normalspannungen
    3.2.3 Schubspannungen 
    3.2.4 Typische Eigenspannungen 
    3.3 Werkstofftabellen
    3.4 Rechenbeispiele
    3.4.1 Schraubendruckfedern
    3.4.1.1 Allgemeines
    3.4.1.2 Eingangsgrößen.
    3.4.1.3 Werkstoffkennwerte 
    3.4.1.4 Konstruktionskennwerte
    3.4.1.5 Bauteilfestigkeit
    3.4.2 Spiralfeder 
    3.4.2.1 Allgemeines
    3.4.2.2 Eingangsgrößen.
    3.4.2.3 Statischer Festigkeitsnachweis 
    3.4.2.4 Werkstoffkennwerte 
    3.4.2.5 Konstruktionskennwerte
    3.4.2.6 Bauteilfestigkeit
    3.4.2.7 Sicherheitskonzept
    3.4.3 Schenkelfeder
    3.4.3.1 Allgemeines
    3.4.3.2 Eingangsgrößen.
    3.4.3.3 Statischer Festigkeitsnachweis 
    3.4.3.4 Werkstoffkennwerte 
    3.4.3.5 Konstruktionskennwerte
    3.4.3.6 Bauteilfestigkeit
    3.4.3.7 Sicherheitskonzept 
    3.4.3.8 Nachweis
    4 Formelzeichnen
    4.1 Abkürzungen
    4.2 Indizes
    4.3 Kleinbuchstaben 
    4.4 Großbuchstaben
    4.5 Griechische Buchstaben
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