Neue Auswertungsmethode zur Bestimmung der Kennwerte der Dehnungswöhlerlinie und der Spannungs‐Dehnungs‐Kurve unter Berücksichtigung der Kompatibilität

Abstract

Es wird eine Methode zur Auswertung dehnungsgeregelter Versuche vorgeschlagen. Sie beinhaltet eine Regressionsrechnung auf Basis der Versuchsergebnisse im 3-Dimensionalen Raum. Dabei wird jeder Versuchspunkt genau einer Spannungsamplitude, einer Dehnungsamplitude und einer Schwingspielzahl zugeordnet. Die gesuchten zyklischen Konstanten und Exponenten werden direkt aus dem Richtungsvektor R und dem Stützpunkt P aus der Regressionsrechnung bestimmt. Weiterhin wird anhand der 3D-Methode gezeigt, wie die Kompatibilitätsbedingung, d. h. die Gleichsetzung der elastischen und plastischen Anteile aus der Ramberg-Osgoodund der Coffin-Manson-Basquin-Gleichung, sowohl die mathematischen als auch die physikalischen Zusammenhänge beibehält. Anhand von Versuchsdaten, die an sprühkompaktierten Aluminiumlegierungen mit unterschiedlichen Fertigungs-und Prüfparametern ermittelt wurden, wird das Ergebnis und die Vorteile dieser neuen Auswertemethode gezeigt.Schlü sselworte: Dehnungswöhlerlinie; Spannungswöhlerlinie; zyklische Kennwerte; Spannung; Dehnung; Kompatibilitätsbedin-gung A new method for determining the stress-strain and strain-life curves for metals is presented. The method involves fitting the curve to experimental data points in a three-dimensional strainstress-life space. With the plastic part of strain, stress and fatigue life as coordinates, a straight line is used for fitting the experimental data points. The material constants are calculated directly from the directional vector R and the coordinates of the point P, which determines the fitted straight line. It is shown that the assumption of equality of the plastic and elastic components in Manson-CoffinBasquin and Ramberg-Osgood equations leads to the so called compatibility condition. This new method retains the mathematical and physical relationships between the considered curves. The results obtained from this new method using high-strength aluminium alloys subjected to different manufacturing conditions and different test temperatures are presented. These results are compared to results obtained with a conventional method for determining the fatigue parameters.

Fatigue behavior of Ti‐6Al‐4 V alloy manufactured by cold metal fusion

“…Wächter 33 found that the linear regression method, 27,34 in contrast to Deming regression 35 and spatial regression, 36 represents the experimental data for steel and aluminum most accurately. This type of regression was therefore chosen here, as it can be assumed that it also has the lowest scatter for titanium alloys.…”