Spannungs-Schwingbreite
Aus ESOCAETWIKIPLUS
engl: stress range Kategorie: Level 3 Material Mechanik
Die Spannungs-Schwingbreite oder Ausschlagspannung ist ein Begriff der Strukturmechanik. Es ist diejenige Spannung an einem Ort im Bauteil, die bei wechselnden oder alternierenden Lasten auftritt und in diesem zeitlichen Verlauf die Differenz der maximalen und der minimalen Spannung darstellt.
Der zeitliche Mittelwert des Verlaufes ist die Mittelspannung.
Die Spannungs-Schwingbreite ist ein wesentlicher Wert für den Nachweis von Bauteilen gegenüber Ermüdung. Für die Bewertung wird aus den Spannungs-Komponenten ein Vergleichswert gebildet.
Die Bestimmung der Spannungs-Schwingbreite an einem Ort des Bauteils erfordert, dass
- die Spannungskomponenten eines Lastzustandes und
- die Spannungskomponenten eines anderen Lastzustandes festgestellt werden (Auswertung der Simulation),
- aus diesen die Änderungen der Komponenten berechnet werden,
- daraus wird der Vergleichswert gebildet, dies ist dann die Spannungs-Schwingbreite.
Dabei ist die Reihenfolge der numerischen Verarbeitung wichtig:
- richtig ist es, erst die Differenzen der Spannungs-Komponenten (min-max) zu bilden und dann daraus die Vergleichsspannung,
- falsch ist es, erst die Vergleichsspannungen zu bilden und dann die Differenzen der Vergleichsspannungen (min-max).
Das Regelwerk KTA 3201.2 zum Beispiel definiert die Spannungs-Schwingbreite mit
"Aus der Menge der zu betrachtenden Beanspruchungszustände sind unter Verwendung eines festen Koordinatensystems zwei Beanspruchungszustände so auszuwählen, dass die aus der Differenz der zugehörigen Spannungstensoren nach der verwendeten Festigkeitshypothese gebildete Vergleichsspannung ein Maximum wird. Diese Maximum stellt die Vergleichsspannungsschwingbreite dar."
Sonstige Begriffe
Die Spannungs-Schwingbreite ist die Grundlage für die Beurteilung der Versagensgefährdung durch Ermüdung.