Möglichkeiten und Grenzen bei der Auslegung von Schraubendruckfedern auf Basis von Umlaufbiegeprüfungen

Medientyp: E-Book; Hochschulschrift

Titel: Möglichkeiten und Grenzen bei der Auslegung von Schraubendruckfedern auf Basis von Umlaufbiegeprüfungen

Beteiligte: Reich, René [Verfasser:in]; Kletzin, Ulf [Akademische:r Betreuer:in]; Weiß, Mathias [Akademische:r Betreuer:in]; Kobelev, Vladimir [Akademische:r Betreuer:in]

Körperschaft: Technische Universität Ilmenau ; Universitätsverlag Ilmenau

Erschienen: Ilmenau: Universitätsverlag Ilmenau, 2016
Ilmenau: Universitätsbibliothek, 2016

Umfang: 1 Online-Ressource (XXII, 179 Seiten); Illustrationen, Diagramme

Sprache: Deutsch

Identifikator:

Schlagwörter: Schraubendruckfeder > Torsion > Festigkeit > Bemessung > Draht > Mechanische Beanspruchung > Mechanische Spannung > Biegewechselfestigkeit > Umlaufbiegeversuch
Schraubendruckfeder > Draht > Umlaufbiegeversuch > Torsionsversuch > Werkstoffbeanspruchung

Entstehung:

Hochschulschrift: Dissertation, Technische Universität Ilmenau, 2016

Anmerkungen: Systemvoraussetzung: Acrobat reader

Beschreibung: Im Rahmen dieser Arbeit wird die Fragestellung bearbeitet, inwiefern zeit- und kostenintensive Dauerschwingversuche am Bauteil Schraubendruckfeder durch zeit- und kostengünstigere dynamische Versuche am Federausgangsmaterial Draht in Form von Umlaufbiegeprüfungen substituiert werden können. In diesem Zusammenhang werden Methoden zur Übertragung von Biegewechselfestigkeitswerten des Drahtes auf Torsionsschwellfestigkeitswerte des zur Schraubendruckfeder gewundenen Drahtes gesucht und hinsichtlich ihrer Ergebnisqualität diskutiert. Um eine entsprechende Datenbasis für die Entwicklung von Methoden zur Übertragung zu generieren, werden dynamische Versuche an präparierten ölschlussvergüteten Drähten in Form von Umlaufbiegeprüfungen, Torsionswechselprüfungen und Torsionsschwellprüfungen sowie Dauerschwingversuche an aus diesen Drähten hergestellten Schraubendruckfedern durchgeführt. Ergänzt werden diese dynamischen Versuche durch Härtemessungen, Eigenspannungsmessungen und Bruchanalysen an gebrochenen Proben und Bauteilen. Als Ergebnis dieser Arbeit werden auf Basis der durchgeführten Untersuchungen Methoden zur Übertragung von zulässigen Spannungsamplituden und bruchmechanischen Kennwerten aus Umlaufbiegeprüfungen auf Schraubendruckfedern abgeleitet. Die abgeleiteten Methoden beinhalten eine Übertragung der Kennwerte aus Umlaufbiegeprüfung auf wechselnde Torsion, die Übertragung von wechselnder Torsion auf schwellende Torsion sowie die Übertragung von Kennwerten des Drahtes auf die der Schraubendruckfedern. Die aus Umlaufbiegeprüfungen an Drähten berechneten zulässigen Spannungsamplituden liegen im Schwingspielzahlbereich zwischen 106 und 107 zwischen 85 und 97% der direkt durch Dauerschwingversuche an kugelgestrahlten Schraubendruckfedern abgeprüften zulässigen Spannungsamplituden. Ähnliche Genauigkeiten wurden auch für kugelgestrahlte Federn aus patentiert gezogenem Draht festgestellt. Darüber hinaus werden unter Verwendung statistischer Methoden und Rechenansätze zur Bestimmung des hochbelasteten Werkstoffvolumens Zusammenhänge abgeleitet, mit deren Hilfe auslegungsrelevante Einschlussgrößen der jeweiligen Schraubendruckfeder ermittelt werden können. Zusätzlich werden Rechenansätze entwickelt, mit deren Hilfe auf der Seite der zulässigen Spannungen eine Berücksichtigung der verschiedenen Größeneinflüsse bei geometrisch unterschiedlichen Schraubendruckfedern erfolgen kann.

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