Spannungsschwingbreiten sind ein Maß für die Variation der Spannung in einem Material unter zyklischer Belastung. Sie werden definiert als die Differenz zwischen der maximalen und der minimalen Spannung während eines Lastzyklus. Mathematisch ausgedrückt ist die Spannungsschwingbreite Δ𝜎 gegeben durch:
Spannungsschwingbreiten sind relevant für die Ermüdungsanalyse von Materialien und Strukturen. Sie beschreiben, wie die Belastung zu einer schrittweisen Verschlechterung des Materials und schließlich zum Ermüdungsbruch führen kann. Sie werden für Betriebsfestigkeitsnachweise benötigt
In den Tabellen der Kategorien Spannungsschwingbreiten werden die Spannungsdifferenzen für die Objekte ausgegeben, die Sie in der Tabelle Zu analysierende Objekte - Spannungsschwingbreiten für die Analyse ausgewählt haben.
Die Spannungsschwingbreiten sind in den Registern nach folgenden Kriterien sortiert:
- Belastungen (Bemessungssituationen, Lastkombinationen)
- Objekteigenschaften (Materialien, Querschnitte, Dicken)
- Nachweisort (Stabstellen, Spannungspunkte, Flächen, FE-Netzpunkte)
Die Schwingbreiten werden für jede Bemessungssituation mit den jeweils zugewiesenen Lastkombinationen ermittelt.
Stab / Fläche / Volumen / Linienschweißverbindung / Repräsentant Nr.
Für jede Spannungsart wird die Nummer des Objekts angegeben, an dem der größte Schwingbreite vorliegt.
Stelle x / Spannungspunkt Nr.
Bei Stäben wird jeweils die Position am Stab angegeben, für die die maximale Schwingbreite ermittelt wurde. Der Abstand bezieht sich auf den Stabanfang. Es wird auch die Nummer des relevanten Spannungspunkts genannt.
Netzknoten Nr. / Netzknoten-Koordinaten
Bei Flächen und Linienschweißverbindungen wird jeweils die Nummer des FE-Netzknotens angegeben, an dem die maximale Schwingbreite vorliegt. Es werden auch die globalen Koordinaten X, Y und Z der FE-Netzknoten ausgewiesen.
Bemessungssituation min / max
Diese Spalte gibt die Nummern der minimalen und maximalen Bemessungssituationen an, für die die einzelnen Spannungsschwingbreiten vorliegen.
Belastung min / max
Es werden die Nummern der Last- oder Ergebniskombinationen angegeben, deren Ergebnisse zu den minimalen und maximalen Spannungen an den jeweiligen Spannungspunkten oder Netzknoten führen.
Spannungstyp
In dieser Spalte werden die Spannungsarten aufgelistet, die Sie im Register 'Spannungsschwingbreiten' bei den jeweiligen Konfigurationen festgelegt und zugewiesen haben (siehe Kapitel Stabkonfigurationen , Flächenkonfigurationen , Linienschweißverbindungs-Konfigurationen und Volumenkonfigurationen ).
Spannung min / max
In den beiden Spalten sind jeweils die Minimal- und Maximalwerte der Spannungen angegeben.
Schwingbreite Δ
Die Werte stellen die Schwingbreiten der Spannungen dar, die sich aus den minimalen und maximalen Spannungen gemäß Gleichung Spannungsschwingbreite Δ𝜎 ergeben. Die Gleichung gilt analog für die Schubspannungen τ.
Spannungsgrenze
Diese Spalte ist in der Regel leer, da im Dialog 'Konfiguration' der Grenzspannungstyp 'Ohne' voreingestellt ist. Wenn Sie jedoch benutzerdefinierte Grenzspannungen festgelegt haben, werden diese hier angegeben.
Spannungsverhältnis η
Wenn Grenzspannungen definiert wurden, sind in der letzten Spalte die auf den Grenzwert bezogenen Spannungsverhältnisse (Ausnutzungen) angegeben. Der Grad der jeweiligen Ausnutzung wird durch die Länge des farbigen Balkens ausgedrückt.