Richtlinie Federn 2. Auflage

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Herausgeber FKM
EAN
9783816307648
Auflage
2023
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  • Richtlinie Federn 2. Auflage | Buch

    Art-Nr.
    107423

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    Beschreibung

    Richtlinie Federn 2. Auflage | Buch

    Rechnerischer Festigkeitsnachweis für Federn und Federelemente
    FKM 2. Auflage 2023
    66 Seiten

    Die wesentlichen Neuerungen und Ergänzungen der 2. Auflage sind:

    • Ergänzung eines Anhangs mit Dauerfestigkeitsschaubildern (Goodman-/Haigh-Diagramme) für Standard-Schraubendruckfedern mit direkt ablesbaren zulässigen Spannungen (Ergebnis des Forschungsvorhabens IGF 19693 BR auf Basis von Berechnungen mit der FKM-Richtlinie Federn 1. Auflage)
    • Ergänzung einer Tabelle im Sicherheitskonzept, welche für Standard-Sicherheitsanforderungen bereits ausgerechnete Sicherheitswerte für j_s (Teilsicherheitsfaktor für Zuverlässigkeit) enthält, dies vermindert mögliche FehlberechnungenErgänzung eines Berechnungsbeispiels zu Blattfedern
    • Ergänzung eines Hinweises zu weiterem Nachweispunkt an Schenkelfedern
    • Kleine Korrekturen und Optimierung von Formulierungen


    Der Berechnungsalgorithmus für Federn lehnt sich an den Berechnungsalgorithmus für nicht geschweißte Bauteile FKM-Richtlinie: Rechnerischer Festigkeitsnachweis für Maschinenbauteile, 7. Auflage, VDMA Verlag, 2020 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 Ermüdungsfestigkeitsnachweis als Dauer-, Zeit- oder Betriebsfestigkeitsnachweis,
    - gilt vorrangig für Federn und Federelemente aus ölschlussvergüteten, patentiert gezogenen und korrosionsbeständigen Drähten mit Drahtdurchmessern 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 Stanzbiegeteile) und
    - gilt einheitlich für alle kaltgeformten Federn und Federelemente.
    Für alle Anwendungsfälle gilt ein einheitlich strukturierter Berechnungsablauf, der an die Vorgehensweise in FKM-Richtlinie: Rechnerischer Festigkeitsnachweis für Maschinenbauteile, 7. Auflage, VDMA Verlag, 2020 angelehnt ist. Der Berechnungsalgorithmus besteht aus Anweisungen, Formeln, Tabellen und Erläuterungen. Der Inhalt mit seinen umfassenden Berechnungsmöglichkeiten entspricht dem neuesten Stand der Technik. 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
    M. Sc. Martin Petrich

    Hinweis: Die erste Auflage behält ihre Gültigkeit

     


    Inhalt

    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)
    3.1.2.4 Blattfeder (BF)
    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
    3.4.4  Blattfeder
    3.4.4.1 Allgemeines
    3.4.4.2 Eingangsgrößen
    3.4.4.3 Statischer Festigkeitsnachweis
    3.4.4.4 Werkstoffkennwerte
    3.4.4.5 Konstruktionskennwerte
    3.4.4.6 Bauteilfestigkeit
    3.4.4.7 Sicherheitskonzept
    3.4.4.8 Nachweis
    3.5 Schwingfestigkeitsschaubilder für Standard-Schraubendruckfedern.
    3.5.1  Vorwort
    3.5.2  Ölschlussvergütetes Material
    3.5.2.1 FDSiCr
    3.5.2.2 VDSiCr
    3.5.2.3 VDSiCrV
    3.5.3  Patentiert gezogenes Material
    3.5.3.1 DH
    3.5.4  Korrosionsbeständiges Material
    3.5.4.1 1.4310
    3.5.4.2 1.4568
    4.Formelzeichen
    4.1 Abkürzungen
    4.2 Indizes
    4.3 Kleinbuchstaben 
    4.4 Großbuchstaben
    4.5 Griechische Buchstaben

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