Erprobungsmethodik für zyklisch überelastisch beanspruchte Bauteile unter Torsion – Bauschinger‐Kenngrößen für 54SiCr6

Abstract

Es kann gezeigt werden, dass für den Werkstoff 54SiCr6 unter Torsionsbelastung zum einen der Bauschingereffekt nachgewiesen werden kann und zum anderen die notwendigen Bauschinger-Parameter mit der dargestellten Versuchsmethodik ermittelt werden können. Durch die gewonnen Daten ist eine Berechnung des Spannungs-und Verformungszustands, sei es analytisch oder numerisch, nach zyklischer plastischer Torsionsbelastung möglich.Aus den Messungen lassen sich sowohl der Anstieg der Schubtangente als auch die plastische Rückschiebung jeweils in Abhängigkeit von der plastischen Schiebung ableiten. Generell kann festgestellt werden: -Der Anstieg der Schubtangente sinkt mit zunehmender plastischer Schiebung.-Der Anstieg der Schubtangente hat ab einer gewissen plastischen Schiebung und darüber hinaus einen bleibenden Wert. -Die plastische Rückschiebung nimmt mit steigender plastischer Dehnung zu.Schlüsselwörter: Bauschingereffekt / Schubtangente / plastische Rückschiebung / Federstahl / Hystereseversuch / plastische Torsion Power transmission contains several torsion-stressed parts. Especially shafts and springs are numerous considered. Helical springs as a special type of springs are mainly stressed by torsion load. During operation the spring's load is basically elastic. In some cases, like overload or machine disaster, the load exceeds the spring's yield stress. For a single event the deformations can be calculated easily by using flow charts. However in other cases the spring will be stressed several times with alternating plastic load. Therefore the calculation will not be as easy as in the single load case. Especially the hardening and softening mechanisms have major influence on material behavior. For high strength steel this material behavior is not fully investigated right now. Present article shows a way how to investigate several important Bauschinger parameters based on plastic torsion load for the high strength steel 54SiCr6.Finally it can be shown that 54SiCr6 is influenced by the Bauschinger effect. On the other hand the needed material characteristic can be investigated by the shown methodology. Based on the identified data, analytical and numerical calculation of alternating plastic torsion load can be done.Keywords: Bauschinger effect / tangent modulus / plastic reverse deformation / high strength steel / hysteretic trials / plastic torsion 1 Einleitung