Zusammenfassung
Die Berechnung der Lebensdauer von technischen Produkten steht im Mittelpunkt des 4. Kapitels. Ausgehend von der Auswertung von Mehrstufen- und Zwei-Horizont-Versuchen, werden das Erstellen von Lebensdauerdiagrammen, den sogenannten Wöhlerdiagrammen, die Bestimmung spezifischer Parameter wie dem Wöhlerlinienexponenten und die mathematische Beschreibung der Lebensdauerkurven dem Leser vorgestellt und für die Anwendung bei einer erforderlichen Lebensdauerberechnung bereitgestellt. Eingeführt werden unterschiedliche Lebensdauerhypothesen nach Palmgren, Miner, Corten und Dolan oder Haibach. Eine Zuordnung der Hypothesen zu bestimmten Maschinenelementen oder auch Kerbformen erfolgt.
Mit Bezug auf in der Praxis relevante stochastische, d.h. regellose Beanspruchungen, werden Möglichkeiten aufgezeigt, wie diese Beanspruchungsfolgen, die sogenannten Kollektive, ausgewertet werden können und wie mit Hilfe von Schadensakkumulationshypothesen und Äquivalenzlasten bzw. Äquivalenzfaktoren Lebensdauer berechnet werden können.
Da die Lebensdauer, aber auch die vorkommenden Belastungen statistischen Gesetzmäßigkeiten folgen, werden die zuvor vorgestellten Lebensdauerbetrachtungen unter wahrscheinlichkeitstheoretischem Aspekt diskutiert. Im Zentrum dieser Betrachtungen stehen die Lebensdauerberechnungen auf der Basis der Gauß- und Weibull-Verteilung.Durch Kombination der Weibull-Verteilung mit der Basquin’schen Wöhlerliniengleichung entsteht ein Gesamtmodell für konstante wie auch kollektive Belastungen, womit Lebensdauern durch Bezug auf einen markanten Katalogwert auch zuverlässigkeitsspezifisch berechnet werden können. Damit ist eine Verbindung zur Risikobewertung der Sicherheit gegeben. Klassische Lebensdauerberechnungen werden flexibler.
Im Anhang des Kapitels 4 wird u.a. eine Sammlung von existierenden Wöhlerlinien und deren statistischen Beschreibungsparameter bereitgestellt, womit im Fall eines fehlenden Wöhlerdiagramms „synthetische“ Wöhlerlinien erzeugt werden können.
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Quellen und weiterführende Literatur
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Auswerteverfahren für Kollektivbeanspruchungen [nach Abb. 4.4]
4.1.1 Tafel IV.4 Beanspruchungskollektive und Äquivalenzfaktoren (nach [4.13])
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Schlottmann, D., Schnegas, H. (2016). Berechnung der Lebensdauer bei nomineller und variabler Zuverlässigkeit. In: Auslegung von Konstruktionselementen. VDI-Buch. Springer Vieweg, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-662-48807-2_4
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