Festigkeitslehre - Grundlagen:
Gespeichert in:
Hauptverfasser: | , , |
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Format: | Buch |
Sprache: | German |
Veröffentlicht: |
Berlin [u.a.]
Springer
1995
|
Schriftenreihe: | Springer-Lehrbuch
|
Schlagworte: | |
Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
Beschreibung: | XXXVIII, 616 S. Ill., graph. Darst. 1 Diskette (9 cm) |
ISBN: | 3540579958 3540581669 |
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INHALTSVERZEICHNIS
XIX
FORMELZEICHEN
HINWEISE
ZUR
PROGRAMMDISKETTE
XXXIX
BEDEUTUNG
DER
RANDSYMBOLE
XL
1
EINLEITUNG
1
1.1
DEFINITION
DER
FESTIGKEITSLEHRE
2
1.2
AUFGABE
DER
FESTIGKEITSLEHRE
2
1.3
PRINZIP
DER
FESTIGKEITSBERECHNUNG
3
1.4
FESTIGKEITSBEDINGUNG
4
1.5
VERSAGEN
7
1.6
GLIEDERUNG
DES
VORLIEGENDEN
BANDES
10
1.7
INHALT
DER
WEITEREN
BAENDE
12
1.8
ZUSAMMENFASSUNG
13
1.9
VERSTAENDNISFRAGEN
13
2
VERFORMUNGSZUSTAND
15
2.1
VERFORMUNGSGROESSEN
16
2.1.1
V
ERSCHIEBUNGSFELD
16
2.1.2
DEHNUNGEN
UND
SCHIEBUNGEN
17
2.1.3
INDIZIERUNG
DER
VERFORMUNGSGROESSEN
19
2.2
VERFORMUNGSGROESSEN
UND
BEZUGSRICHTUNGEN
20
2.2.1
VERFORMUNGEN
IN
BELIEBIGER
RICHTUNG
21
2.2.2
MOHRSCHER
VERFORMUNGSKREIS
21
2.2.3
FOLGERUNGEN
AUS
DEM
MOHRSCHEN
VERFORMUNGSKREIS
23
INHALTSVERZEICHNIS
2.2.4
HAUPTDEHNUNGEN
23
2.3
VOLUMENDEHNUNG
26
2.4
DEHNUNGSMESSUNG
MIT
DEHNUNGSMESSSTREIFEN
27
2.4.1
AUFBAU
UND
WIRKUNGSWEISE
EINES
DMS
27
2.4.2
WHEATSTONESCHE
BRUECKENSCHALTUNG
29
2.4.3
AUSWERTUNG
DER
DEHNUNGSMESSUNGEN
32
2.5
ZUSAMMENFASSUNG
35
2.6
RECHNERPROGRAMME
36
2.6.1
MOHRSCHER
VERFORMUNGSKREIS
(PROGRAMM
P2_L)
36
2.6.2
AUSWERTUNG
EINER
DMS-ROSETTE
(I)
(PROGRAMM
P2_2)
37
2.7
VERSTAENDNISFRAGEN
38
2.8
MUSTERLOESUNGEN
39
2.8.1
VERFORMUNGSZUSTAND
EINES
OBERFLAECHENELEMENTS
39
2.8.2
AUSWERTUNG
EINER
DMS-ROSETTE
MIT
BELIEBIGEN
MESSRICHTUNGEN
42
3
SPANNUNGSZUSTAND
45
3.1
SCHNITTPRINZIP
46
3.2
SPANNUNGSVEKTOR
47
3.3
SCHNITTSPANNUNGEN
AM
WUERFELELEMENT
48
3.4
EBENER
SPANNUNGSZUSTAND
52
3.4.1
SPANNUNGEN
IN
BELIEBIGER
SCHNITTRICHTUNG
52
3.4.2
MOHRSCHER
SPANNUNGSKREIS
54
3.4.3
HAUPTSPANNUNGEN
56
3.5
ALLGEMEINER
SPANNUNGSZUSTAND
58
3.5.1
HAUPTSPANNUNGEN
58
3.5.2
DARSTELLUNG
DES
RAEUMLICHEN
SPANNUNGSZUSTANDES
59
3.5.3
DEFINITION
DES
SPANNUNGSZUSTANDES
60
3.6
ZUSAMMENHANG
ZWISCHEN
SCHNITTSPANNUNGEN
UND
AEUSSERER
BELASTUNG
61
3.7
ZUSAMMENFASSUNG
63
3.8
RECHNERPROGRAMME
63
3.8.1
SCHNITTSPANNUNGEN
AM
WUERFELELEMENT
(PROGRAMM
P3_L)
63
3.8.2
MOHRSCHER
SPANNUNGSKREIS
(PROGRAMM
P3_2)
64
3.9
VERSTAENDNISFRAGEN
66
3.10
MUSTERLOESUNGEN
68
3.10.1
SCHNITTSPANNUNGEN
BEI
EBENEM
SPANNUNGSZUSTAND
68
3.10.2
SCHNITTREAKTIONEN
IN
EINEM
BALKENQUERSCHNITT
71
INHALTSVERZEICHNIS
4
LINEAR-ELASTISCHES
WERKSTOFFVERHALTEN
75
4.1
HOOKESCHES
GESETZ
FUER
DEN
EINACHSIGEN
SPANNUNGSZUSTAND
76
4.1.1
ELASTIZITAETSMODUL
77
4.1.2
QUERKONTRAKTIONSZAHL
79
4.1.3
SCHUBMODUL
81
4.1.4
ZUSAMMENHANG
ZWISCHEN
DEN
ELASTIZITAETSTHEORETISCHEN
KONSTANTEN
82
4.2
HOOKESCHES
GESETZ
FUER
DEN
ALLGEMEINEN
SPANNUNGSZUSTAND
82
4.3
HOOKESCHES
GESETZ
FUER
DEN
EBENEN
SPANNUNGSZUSTAND
84
4.4
DEHNUNGSBEHINDERUNG
85
4.5
WAERMEDEHNUNGEN
UND
WAERMESPANNUNGEN
87
4.6
ZUSAMMENFASSUNG
90
4.7
RECHNERPROGRAMME
92
4.7.1
HOOKESCHES
GESETZ
FUER
ALLGEMEINEN
SPANNUNGSZUSTAND
(PROGRAMM
P4_L)
92
4.7.2
AUSWERTUNG
EINER
DMS-ROSETTE
(II)
(PROGRAMM
P4_2)
93
4.8
VERSTAENDNISFRAGEN
94
4.9
MUSTERLOESUNGEN
97
4.9.1
HOOKESCHES
GESETZ
FUER
ZWEIACHSIGEN
SPANNUNGSZUSTAND
97
4.9.2
QUERDEHNUNGSBEHINDERTE
SCHEIBE
99
5
GRUNDBELASTUNGSFAELLE
101
5.1
ZUG
103
5.1.1
SPANNUNGEN
103
5.1.2
VERFORMUNGEN
104
5.2
DRUCK
105
5.3
GERADE
BIEGUNG
106
5.3.1
VERFORMUNGEN
106
5.3.2
SPANNUNGEN
108
5.4
TORSION
GERADER
STAEBE
MIT
KREISQUERSCHNITT
113
5.4.1
VERFORMUNGEN
113
5.4.2
SPANNUNGEN
114
5.4.3
MOHRSCHERSPANNUNGSKREIS
117
5.4.4
VERDREHWINKEL
117
5.5
SCHERUNG
119
5.6
ZUSAMMENFASSUNG
122
5.7
VERSTAENDNISFRAGEN
122
5.8
MUSTERLOESUNGEN
126
5.8.1
BIEGUNG
EINES
HOCHSPRUNGSTABS
126
5.8.2
TORSIONSBEANSPRUCHUNG
EINER
SCHWEISSKONSTRUKTION
129
XI
INHALTSVERZEICHNIS
6
WERKSTOFFKENNWERTE
BEI
ZUEGIGER
BELASTUNG
133
6.1
ZUGVERSUCH
135
6.1.1
GRUNDLAGEN
135
6.1.2
ZAEHES
WERKSTOFFVERHALTEN
137
6.1.3
SPROEDES
WERKSTOFFVERHALTEN
145
6.1.4
BEISPIELE
FUER
DAS
WERKSTOFFVERHALTEN
IM
ZUGVERSUCH
146
6.2
DRUCKVERSUCH
148
6.2.1
ZAEHES
WERKSTOFFVERHALTEN
149
6.2.2
SPROEDES
WERKSTOFFVERHALTEN
150
6.3
BIEGEVERSUCH
151
6.4
TORSIONSVERSUCH
156
6.4.1
KENNWERTE
156
6.4.2
VERSAGENSVERHALTEN
IM
TORSIONS
UND
ZUGVERSUCH
157
6.5
SCHERVERSUCH
160
6.6
ZUSAMMENFASSUNG
160
6.7
RECHNERPROGRAMME
162
6.7.1
ZUGVERSUCH
(DIN
50
125)
(PROGRAMM
P6_L)
162
6.7.2
FEINDEHNUNGSMESSUNG
BEIM
ZUGVERSUCH
(PROGRAMM
P6_2)
163
6.8
VERSTAENDNISFRAGEN
164
6.9
MUSTERLOESUNGEN
167
6.9.1
ZUGVERSUCH
AN
EINER
AL-LEGIERUNG
167
7
FESTIGKEITSHYPOTHESEN
171
7.1
PROBLEMSTELLUNG
UND
LOESUNGSWEG
172
7.2
NORMALSPANNUNGSHYPOTHESE
174
7.3
SCHUBSPANNUNGSHYPOTHESE
178
7.4
GESTALTAENDERUNGSENERGIEHYPOTHESE
183
7.4.1
FLIESSBEDINGUNG
183
7.4.2
PRAKTISCHE
ANWENDUNG
DER
GH
184
7.5
VERGLEICH
VON
SH
UND
GH
187
7.6
ANPASSUNG
DER
FESTIGKEITSHYPOTHESEN
188
7.7
VERGLEICHSDEHNUNG
190
7.8
ERWEITERTE
SCHUBSPANNUNGSHYPOTHESE
(MOHRSCHE
HYPOTHESE)
192
7.9
HENCKY-DIAGRAMM
196
7.10
ZUSAMMENFASSUNG
199
7.11
RECHNERPROGRAMME
201
7.11.1
FESTIGKEITSHYPOTHESEN
(PROGRAMM
P7_
1)
201
7.11.2
AUSWERTUNG
EINER
DMS-ROSETTE
(III)
(PROGRAMM
P7_2)
202
7.12
VERSTAENDNISFRAGEN
204
XII
INHALTSVERZEICHNIS
7.13
MUSTERLOESUNGEN
206
7.13.1
SICHERHEITSNACHWEIS
FUER
MEHRACHSIG
BEANSPRUCHTE
BAUTEILE
AUS
FEINKORNBAUSTAHL
UND
GRAUGUSS
206
8
KERBWIRKUNG
213
8.1
DEFINITION
VON
KERBEN
214
8.2
PHAENOMENOLOGISCHE
ASPEKTE
VON
KERBEN
216
8.3
FORMZAHL
218
8.3.1
DEFINITION
218
8.3.2
ERMITTLUNG
221
8.3.3
FORMZAHLDIAGRAMME
224
8.4
ZUSAMMENFASSUNG
224
8.5
RECHNERPROGRAMME
225
8.5.1
FORMZAHLEN
(PROGRAMM
P8_
1)
225
8.6
VERSTAENDNISFRAGEN
226
8.7
MUSTERLOESUNGEN
228
8.7.1
SPANNUNGSVERLAEUFE
IM
GEKERBTEN
FLACHSTAB
228
9
UEBERELASTISCHE
BEANSPRUCHUNG
233
9.1
WERKSTOFFFLIESSKURVE
234
9.2
BAUTEILFLIESSKURVE
239
9.2.1
GLATTER
BIEGESTAB
241
9.2.2
GLATTER
TORSIONSSTAB
MIT
KREISQUERSCHNITT
246
9.2.3
ZUGBEANSPRUCHTER
KERBSTAB
247
9.3
VOLLPLASTISCHE
GRENZBELASTUNG
(KOLLAPS)
257
9.3.1
PHAENOMENOLOGIE
257
9.3.2
BERECHNUNG
DER
KOLLAPSLAST
258
9.3.3
EXPERIMENTELLE
BESTIMMUNG
267
9.4
EIGENSPANNUNGEN
269
9.4.1
DEFINITION
269
9.4.2
VORAUSSETZUNGEN
FUER
DIE
ENTSTEHUNG
271
9.4.3
EINFACHE
BEISPIELE
271
9.4.4
BESTIMMUNG
VON
EIGENSPANNUNGEN
9.4.5
AUSWIRKUNG
VON
EIGENSPANNUNGEN
BEI
STATISCHER
278
BEANSPRUCHUNG
282
9.4.6
ABMINDERUNG
VON
EIGENSPANNUNGEN
285
9.5
ZUSAMMENFASSUNG
288
9.6
RECHNERPROGRAMME
289
9.6.1
FLIESSKURVEN
GLATTER
BIEGETRAEGER
289
XIII
INHALTSVERZEICHNIS
9.6.2
FLIESSKURVE
GEKERBTER
BAUTEILE
290
9.7
VERSTAENDNISFRAGEN
291
9.8
MUSTERLOESUNGEN
293
9.8.1
UEBERELASTISCH
ZUGBEANSPRUCHTES
DOPPELKAMMERROHR
293
10
SICHERHEITSNACHWEIS
BEI
STATISCHER
BEANSPRUCHUNG
299
10.1
SPANNUNGSKATEGORIEN
300
10.2
SPROEDES
BAUTEILVERHALTEN
301
10.3
ZAEHES
BAUTEILVERHALTEN
303
10.3.1
FLIESSBEGINN
304
10.3.2
BEGRENZTE
PLASTISCHE
VERFORMUNG
305
10.3.3
ZAEHBRUCH
307
10.4
SICHERHEITSBEIWERTE
308
10.5
BEDEUTUNG
DER
ZAEHIGKEIT
310
10.5.1
METALLKUNDLICHE
MODELLE
DES
SPROED
UND
ZAEHBRUCHVERSAGENS
311
10.5.2
DEFINITION
DER
ZAEHIGKEIT
313
10.5.3
SICHERHEITSRELEVANZ
DER
ZAEHIGKEIT
313
10.5.4
EINFLUSSGROESSEN
AUF
DIE
BAUTEILZAEHIGKEIT
315
10.5.5
EXPERIMENTELLE
ERMITTLUNG
DER
ZAEHIGKEITSKENNWERTE
316
10.6
ZUSAMMENFASSUNG
322
10.7
VERSTAENDNISFRAGEN
323
10.8
MUSTERLOESUNGEN
325
10.8.1
AUSLEGUNG
EINER
SOLLBRUCHSTELLE
325
11
GRUNDLAGEN
DER
SCHWINGFESTIGKEIT
329
11.1
EINTEILUNG
DER
BERECHNUNGSVERFAHREN
330
11.2
VERSAGEN
BEI
SCHWINGBEANSPRUCHUNG
332
11.2.1
DAUERSCHWINGBRUCH
332
11.2.2
VERSAGENSMODELL
334
11.3
BEGRIFFSDEFINITIONEN
336
11.4
WOEHLERLINIE
339
11.4.1
EXPERIMENTELLE
BESTIMMUNG
339
11.4.2
MATHEMATISCHE
BESCHREIBUNG
DER
WOEHLERLINIE
343
11.4.3
STATISTISCHE
AUSWERTUNG
347
11.5
DAUERFESTIGKEITSKENNWERTE
FUER
REINE
WECHSEL
UND
SCHWELLBEANSPRUCHUNG
351
11.5.1
WECHSELFESTIGKEIT
352
11.5.2
SCHWELLFESTIGKEIT
354
XIV
INHALTSVERZEICHNIS
11.6
MITTELSPANNUNGSEINFLUSS
(DAUERFESTIGKEITSSCHAUBILD)
354
11.6.1
DAUERFESTIGKEITSSCHAUBILD
NACH
HAIGH
355
11.6.2
DAUERFESTIGKEITSSCHAUBILD
NACH
SMITH
361
11.7
WEITERE
EINFLUESSE
AUF
DIE
SCHWINGFESTIGKEIT
363
11.7.1
OBERFLAECHENEINFLUSS
364
11.7.2
GROESSENEINFLUSS
366
11.7.3
UMGEBUNGSEINFLUESSE
370
11.7.4
WEITERE
SCHWINGFESTIGKEITSMINDERNDE
EINFLUESSE
372
11.7.5
VERFAHREN
ZUR
STEIGERUNG
DER
SCHWINGFESTIGKEIT
374
11.8
KERBWIRKUNG
BEI
SCHWINGENDER
BEANSPRUCHUNG
376
11.8.1
KERBWIRKUNGSZAHL
376
11.8.2
BERECHNUNGSVERFAHREN
379
11.8.3
KERBSPANNUNGEN
387
11.9
SYNTHETISCHE
BAUTEILWOEHLERLINIE
388
11.9.1
DAUERFESTIGKEIT
389
11.9.2
ZEITFESTIGKEIT
391
11.9.3
SICHERHEITSNACHWEIS
393
11.10
BERECHNUNGSVERFAHREN
FUER
SYNCHRONE
BELASTUNG
396
11.10.1
BELASTUNG
DURCH
EINE
KOMPONENTE
396
11.10.2
PROBLEMATIK
BEI
BELASTUNG
DURCH
MEHRERE
KOMPONENTEN
400
11.10.3
ZUG
UND
BIEGUNG
402
11.10.4
REIN
WECHSELNDE
BIEGUNG
UND
TORSION
405
11.10.5
MITTELSPANNUNGSBEHAFTETE
BIEGUNG
UND
TORSION
408
11.10.6
ALLGEMEINE
ZWEIACHSIGE
SYNCHRONE
SCHWINGBELASTUNG
414
11.10.7
ANSTRENGUNGSVERHAELTNIS
420
11.11
ZUSAMMENFASSUNG
425
11.12
RECHNERPROGRAMME
426
11.12.1
STATISTISCHE
AUSWERTUNG
VON
SCHWINGVERSUCHEN
ALS
WOEHLERLINIE
(PROGRAMM
PI
1_1)
426
11.12.2
DAUERFESTIGKEITSSCHAUBILD
(PROGRAMM
PI
1_2)
428
11.12.3
KERBWIRKUNGSZAHL
(PROGRAMM
PI
1_3)
429
11.12.4
SYNTHETISCHE
WOEHLERLINIE
(PROGRAMM
PI
1_4)
430
11.12.5
SICHERHEIT
BEI
SCHWINGENDER
BEANSPRUCHUNG
MIT
EINER
KOMPONENTE
(PROGRAMM
PI
1_5)
431
11.12.6
SICHERHEIT
BEI
SCHWINGENDER
BEANSPRUCHUNG
MIT
MAXIMAL
DREI
KOMPONENTEN
(PROGRAMM
PI
1_6)
432
11.13
VERSTAENDNISFRAGEN
433
11.14
MUSTERLOESUNG
436
11.14.1
SCHWINGFESTIGKEIT
VON
WELLEN
436
XV
INHALTSVERZEICHNIS
ANHANG
445
A
ERGAENZENDE
GRUNDLAGEN
AL
VERFORMUNGEN
IN
BELIEBIGER
RICHTUNG
446
A2
SPANNUNGSZUSTAND
IN
MATRIZENDARSTELLUNG
449
A3
SPANNUNGEN
IN
BELIEBIGER
RICHTUNG
(EBENER
SPANNUNGSZUSTAND)
453
A4
HAUPTSPANNUNGEN
UND
HAUPTSPANNUNGSRICHTUNGEN
457
A5
MOHRSCHE
KREISE
FUER
DEN
DREIACHSIGEN
SPANNUNGSZUSTAND
464
A6
ZUSAMMENHANG
ZWISCHEN
DEN
ELASTIZITAETSTHEORETISCHEN
KONSTANTEN
469
A7
ALLGEMEINES
HOOKESCHES
GESETZ
IN
MATRIZENDARSTELLUNG
471
A8
FLIESSBEDINGUNGEN
UND
DEREN
PHYSIKALISCHE
INTERPRETATIONEN
479
A8.
1
HYDROSTATISCHER
UND
DEVIATORISCHER
ANTEIL
DES
SPANNUNGSTENSORS
479
A8.2
GRUNDLEGENDE
EIGENSCHAFTEN
VON
FLIESSBEDINGUNGEN
481
A8.3
FLIESSBEDINGUNG
NACH
VON
MISES
486
A8.4
PHYSIKALISCHE
DEUTUNGEN
DER
VON
MISES
FLIESSBEDINGUNG
490
A8.4.1
GESTALTAENDERUNGSENERGIE
490
A8.4.2
OKTAEDERSCHUBSPANNUNG
492
A8.4.3
SCHUBSPANNUNGSINTENSITAET
494
A8.5
FLIESSBEDINGUNG
NACH
TRESCA
497
A8.6
VERGLEICH
DER
FLIESSBEDINGUNG
NACH
VON
MISES
UND
NACH
TRESCA
502
A9
ELASTIZITAETSTHEORETISCHE
GRUNDLAGEN
504
A9.1
GLEICHGEWICHTSBEDINGUNGEN
FUER
SPANNUNGEN
504
A9.2
VERSCHIEBUNGEN
UND
VERFORMUNGEN
511
A9.3
KOMPATIBILITAETSBEDINGUNGEN
514
A9.4
SPANNUNGS-VERFORMUNGS-BEZIEHUNGEN
517
A9.5
RANDBEDINGUNGEN
518
A9.6
EINDEUTIGKEIT
UND
SUPERPOSITION
519
A9.7
VERSCHIEBUNGS
UND
SPANNUNGSFORMULIERUNG
519
A9.7.1
VERSCHIEBUNGSFORMULIERUNG
520
A9.7.2
SPANNUNGSFORMULIERUNG
521
A9.8
SPANNUNGSFUNKTIONEN
523
A9.8.1
AIRYSCHE
SPANNUNGSFUNKTION
523
A9.8.2
LOESUNGSMETHODEN
525
A9.9
ZUSAMMENFASSUNG
529
A10
FORMZAHL
EINER
PLATTE
MIT
KREISFOERMIGER
OEFFNUNG
531
AL
0.1
UNENDLICH
GROSSE
PLATTE
MIT
KREISFOERMIGEM
LOCH
531
AL
0.2
UNENDLICH
GROSSE
PLATTE
MIT
ELLIPSENFOERMIGEM
LOCH
538
ALL
FLIESSKURVE
DES
BIEGEBALKENS
MIT
RECHTECKQUERSCHNITT
540
A12
KOLLAPS
DES
SCHWACH
GEKERBTEN
ZUGSTABS
542
XVI
INHALTSVERZEICHNIS
AL
2.1
KOLLAPSLAST
542
AL
2.2
CONSTRAINT-FAKTOR
543
AL
2.3
FORMAENDERUNGSFESTIGKEIT
AUS
ZUGVERSUCH
544
A13
GLEITLINIENTHEORIE
546
AL
3.1
GRUNDGLEICHUNGEN
546
A13.2
GRAFISCHE
VERANSCHAULICHUNG
IM
MOHRSCHEN
SPANNUNGSKREIS
548
A13.3
GLEITLINIEN
549
A13.3.1
FORMAENDERUNGEN
UND
GESCHWINDIGKEITSFELDER
552
A13.3.2
GEOMETRISCHE
EIGENSCHAFTEN
DES
GLEITLINIENFELDES
553
A13.3.3
ERMITTLUNG
DER
SPANNUNGSVERTEILUNG
AUS
DEN
GLEITLINIEN
556
AL
3.4
BEISPIELE
ZUR
ANWENDUNG
DER
GLEITLINIENTHEORIE
557
A14
KOLLAPS
DES
EINSEITIG
GEKERBTEN
BIEGESTABS
UNTER
EDZ
562
A14.1
OBERE
SCHRANKE
562
A14.2
UNTERE
SCHRANKE
563
B
DATENSAMMLUNG
565
B
1
PHYSIKALISCHE
EIGENSCHAFTEN
UND
WERKSTOFFKENNWERTE
566
B2
FORMZAHLDIAGRAMME
573
B3
DAUERFESTIGKEITSSCHAUBILDER
585
LITERATUR
595
SACHVERZEICHNIS
607
XVII |
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