Um die erforderliche Lebensdauer von Verbindungen zu berücksichtigen, bestimmen Sie die Ermüdungsgrenze von Schweißverbindungen. Die Festigkeit der Verbindung kann je nach Anzahl der Zyklen in drei Bereiche aufgeteilt werden:
- Bereich der niedrigen zyklischen Festigkeit (für ca. N ≤ 10 3 Zyklen) - Die Festigkeit der Verbindung ist nahezu konstant, zyklusunabhängig, zur Kontrolle der Verbindung ist die statische Berechnung ausreichend.
- Bereich der zeitlich begrenzten Festigkeit (für ca. 10 4 ≤ N ≤ 10 6 Zyklen) - Die Festigkeit der Verbindung nimmt mit steigender Zykluszahl ab.
- Bereich dauerhafter Festigkeit (für ca. N> 10 6 Zyklen) - Die Festigkeit der Verbindung ist wieder mehr oder weniger konstant, die Ermüdungsgrenze se oder te wird zur Bestimmung der Ermüdungsfestigkeit der Verbindung verwendet.
Der Zusammenhang zwischen der Ermüdungsfestigkeit einer Verbindung σ A oder τ A und der Anzahl der Zyklen N für eine symmetrische, welchselhafte Belastung ist in der folgenden Abbildung dargestellt:
Wenn die Schweißverbindung unter der Bedingung einer begrenzten Gebrauchsdauer im Bereich der zeitlich begrenzten Festigkeit berechnet wird, muss die zeitbegrenzte Ermüdungsgrenze σ f oder τ f bekannt sein, damit die Festigkeit der Verbindung bestimmt werden kann. Mit der empirischen Formel σ f = 10 Y N X wird diese Grenze berechnet, wenn die Ermüdungsgrenze se bekannt ist. Die Exponenten werden wie folgt berechnet:
Dabei gilt:
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σ' U ≈ 0.9 S U |
- bei Biegewechseln |
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σ' U ≈ 0.75 S U |
- bei Traktion - Druck |
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σ' U ≈ 0.72 S U |
- bei wechselnder Torsion (Scherung) |