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Mooko0124
Anmeldungsdatum: 28.06.2018
Beiträge: 7
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 Mooko0124 Verfasst am: 29. Nov 2018 09:41 Titel: Feder statisch dynamisch |
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Hallo zusammen,
kann mir jemand helfen bei dem unterschied zwischen dynamischer und statische Beanspruchung einer Feder?
Ich finde immer nur die Aussagen:
Statisch:
Zeitlich konstante (ruhende) Belastung, bzw. zeitlich veränderliche Belastung mit weniger als 10 000 Hüben insgesamt oder kleinen Hubspannungen bis 0,1 x Dauerhubfestigkeit
Dynamisch:
Als dynamische Beanspruchung bei Federn gilt, zeitlich veränderliche Beanspruchungen mit mehr als 10 000 Lastwechseln oder Hubspannungen über 0,1 x Dauerhubfestigkeit bei konstanter und veränderlicher Hubspannung. Dabei ist die Feder meist vorgespannt und periodischer Schwellbelastung mit sinusförmigen Verlauf ausgesetzt, die zufällig (stochastisch) erfolgt, wie z.B. bei der KFZ-Federung.
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Was sind zeitlich veränderliche Beanspruchungen?
Was bedeutet Hubspannungen über 0,1 x Dauerfestigkeit?
Vielen Dank im voraus. |
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hansguckindieluft
Anmeldungsdatum: 23.12.2014
Beiträge: 1212
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| hansguckindieluft Verfasst am: 29. Nov 2018 10:28 Titel: Re: Feder statisch dynamisch |
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Hallo,
| Mooko0124 hat Folgendes geschrieben: |
Was sind zeitlich veränderliche Beanspruchungen?
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Zeitlich veränderliche Beanspruchung bedeutet, dass die Kraft, mit der die Feder belastet wird, sich zeitlich ändert. Wenn z. B. eine Feder zusammengedrückt wird, dann wieder entlastet wird u. s. w., dann ist die Beanspruchung zeitlich veränderlich (zu unterschiedlichen Zeitpunkten wirken unterschiedliche Kräfte auf die Feder).
| Mooko0124 hat Folgendes geschrieben: |
Was bedeutet Hubspannungen über 0,1 x Dauerfestigkeit?
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Wenn eine Schraubenfeder belastet wird, dann entsteht eine Torsionsspannung im Federdraht. Meistens wird eine dynamisch beanspruchte Feder zwischen zwei Federlängen beansprucht. Die Spannungen bei den beiden Extremwerten der Federlängen, zwischen denen die Feder belastet wird, nennt man Unterspannung und Oberspannung. Die Hubspannung ist jetzt die Spannungsdifferenz zwischen den beiden Federlängen (Hubspannung = Oberspannung - Unterspannung).
Es gibt einen Maximalwert für die Hubspannung bei der die Feder noch als "dauerfest" gilt (10^7 Lastwechsel).
Die Dauerfestigkeit kann aus dem Dauerfestigkeitsschaubild (Goodman- Diagramm) entnommen werden.
"Hubspannungen über 0,1 x Dauerfestigkeit" sollte hiermit klar sein, oder?
Gruß |
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Mooko0124
Anmeldungsdatum: 28.06.2018
Beiträge: 7
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| Mooko0124 Verfasst am: 29. Nov 2018 13:12 Titel: |
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Eine Feder die auf L2 gespannt wird und plötzlich entspannt wird wie z.B. ein Sicherungsschalter. Ist das entspannen dann statisch oder dynamisch?
Hast du vielleicht Beispiele für eine dynamisch belastetet und eine statisch belastete Feder?
Eine Feder wird ja immer irgendwie belastet und entlastet.
Leider ist der Satz Hubspannungen über 0,1 x Dauerfestigkeit immer noch nicht ganz klar.
Wenn ich z.B. tauoz 819MPa tauhz 419MPA und taukh 140MPa wie errechne ich dann meine 0,1 x Dauerfestigkeit und wenn meine Hubspannung über der Dauerfestigkeit liegt, ist die Feder doch nicht dauerfest. |
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hansguckindieluft
Anmeldungsdatum: 23.12.2014
Beiträge: 1212
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| hansguckindieluft Verfasst am: 29. Nov 2018 15:56 Titel: |
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| Mooko0124 hat Folgendes geschrieben: | Eine Feder die auf L2 gespannt wird und plötzlich entspannt wird wie z.B. ein Sicherungsschalter. Ist das entspannen dann statisch oder dynamisch?
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vielleicht müssen wir noch mal etwas genauer werden bezüglich der Definitionen zu einer statischen, dynamischen und quasistatischen Belastung.
Eine wirklich statische Belastung der Feder liegt wirklich nur dann vor, wenn die Belastung sich nicht ändert (zeitlich konstante Beanspruchung).
Wie Du schon sagst, ist das bei den wenigsten Federn der Fall.
Die EN 13906-1 kennt daher noch den Fall der "quasistatischen" Belastung.
Diese ist lt. der o. g. Norm definiert als:
"zeitlich veränderliche Beanspruchungen mit vernachlässigbar kleinen Hubspannungen (Richtwert: Hubspannung
bis 0,1 × Dauerhubfestigkeit)"
oder
"zeitlich veränderliche Beanspruchungen mit zwar größeren Hubspannungen, aber mit Lastspielzahlen bis 10^4"
Als dynamische Beanspruchungen bei Federn gelten nach EN 13906-1 zeitlich veränderliche Beanspruchungen mit Lastspielzahlen über 10^4 und Hubspannungen über 0,1 × Dauerhubfestigkeit.
Ob die Feder in einem Sicherungsschalter dynamisch oder quasistatisch beansprucht wird, hängt also davon ab, wieviele Lastspiele die Feder mitmacht, und ob die Hubspannungen > 0,1 × Dauerhubfestigkeit ist.
| Mooko0124 hat Folgendes geschrieben: |
Hast du vielleicht Beispiele für eine dynamisch belastetet und eine statisch belastete Feder? |
dynamisch belastet sind mit Sicherheit Ventilfedern. Statisch belastet sind z. B. Federn für irgendwelche Andrückrollen, die nur einen Verschleiß ausgleichen und für einen gleichmäßigen Anpressdruck sorgen.
| Mooko0124 hat Folgendes geschrieben: |
Leider ist der Satz Hubspannungen über 0,1 x Dauerfestigkeit immer noch nicht ganz klar.
Wenn ich z.B. tauoz 819MPa tauhz 419MPA und taukh 140MPa wie errechne ich dann meine 0,1 x Dauerfestigkeit und wenn meine Hubspannung über der Dauerfestigkeit liegt, ist die Feder doch nicht dauerfest. |
Ich weiß jetzt nicht, was bei Dir tauoz, tauhz und taukh ist.
Nehmen wir an, wir haben eine Feder, die zwischen L1 und L2 belastet wird. Bei L1 herrscht eine Unterspannung von 200N/mm² und bei L2 eine Oberspannung von 220N/mm². Dann ist die Hubspannung = 20 N/mm².
Nehmen wir weiter an, dass bei einer Unterspannung von 200N/mm² die Feder bei einer Hubspannung von <=250N/mm² dauerfest wäre, dann sind 0,1 x Dauerfestigkeit = 25 N/mm².
Da die Feder aber nur mit einer Hubspannung von 20 N/mm² belastet wird, ist sie lt. EN 13906-1 "quasistatisch" belastet. |
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Frankx
Anmeldungsdatum: 04.03.2015
Beiträge: 985
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| Frankx Verfasst am: 29. Nov 2018 16:00 Titel: |
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| Zitat: | | Eine Feder die auf L2 gespannt wird und plötzlich entspannt wird wie z.B. ein Sicherungsschalter. Ist das entspannen dann statisch oder dynamisch? |
Wenn das Auslösen des Schalters weniger als 10 000 x im Leben der Feder passiert, kannst du mit dem statischen Wert rechnen, ansonsten mit dem dynamischen Wert.
Wenn du nicht sicher bist, nimm einfach immer den dynamischen Wert.
Hintergrund ist eine allmähliche Verfestigung und Versprödung des Federdrahtes, wenn er in den Grenzbereichen auf Torsion belastete wird.
Die Grenzwerte für dynamische Beanspruchung sind so gelegt, dass über die oben genannten 10^7 Lastwechsel die Versprödung noch nicht so weit fortschreitet, dass es zum Bruch kommt.
Wenn möglich, sollte man trotzdem noch einen zusätzlichen Sicherheitsfaktor (ca. 2) berücksichtigen.
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Mooko0124
Anmeldungsdatum: 28.06.2018
Beiträge: 7
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| Mooko0124 Verfasst am: 30. Nov 2018 17:45 Titel: |
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Vielen Dank für eure Antworten.
| hansguckindieluft hat Folgendes geschrieben: |
Ich weiß jetzt nicht, was bei Dir tauoz, tauhz und taukh ist.
Nehmen wir an, wir haben eine Feder, die zwischen L1 und L2 belastet wird. Bei L1 herrscht eine Unterspannung von 200N/mm² und bei L2 eine Oberspannung von 220N/mm². Dann ist die Hubspannung = 20 N/mm².
Nehmen wir weiter an, dass bei einer Unterspannung von 200N/mm² die Feder bei einer Hubspannung von <=250N/mm² dauerfest wäre, dann sind 0,1 x Dauerfestigkeit = 25 N/mm².
Da die Feder aber nur mit einer Hubspannung von 20 N/mm² belastet wird, ist sie lt. EN 13906-1 "quasistatisch" belastet. |
tauoz ist die zulässige oberpsannung aus dem Goodmann Diagramm tauhz die unter Spannung und taukh ist tauoz - tauhz.
Leider verstehe ich nicht wo die 250N/mm2 herkommen. Wenn die Oberpsannung 220N/mm2 ist kann die Feder doch nicht mit 250 N/mm2 dauerfest sein? |
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