Re: Wenn wir schon mal bei den Federn vorne sind....


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Geschrieben von Tiemo am 09. Mai 2012 10:47:21:

Als Antwort auf: Wenn wir schon mal bei den Federn vorne sind.... geschrieben von Thomas_aus_UL am 09. Mai 2012 09:32:50:

Hi Thomas!

>möchte ich kurz das Ermüdungsverhalten mal zur Disskussion stellen.
>Was passiert eigentlich beim ermüden? Ist es eine Änderung der Federkonstante, oder eine Längenänderung der Ausgangslänge? Weil wenn zweiteres, dann müsste man es im ausgebauten Zustand durhch Vergleich der Länge sehen könne, wenn erstes, dann wohl nur durch Einbau. Hat da jemand Erfahrung / Wissen?

Das Ermüden von Federn geschieht durch plastische, dh. dauerhafte Verformung. Der werkstoffkundliche Fachbegriff dafür lautet Retardation oder Kriechen: Auch durch die Belastung weit unterhalb der Streckgrenze gibt der Werkstoff im Lauf der Zeit nach und erreicht nach der Entlastung nicht mehr ganz die ursprüngliche Form. Er fließt mit einer konstanten, von der Belastung abhängigen Geschwindigkeit, weshalb das Kriechen von der Belastungsdauer abhängig ist.
Im Werkstoff finden dabei Vorgänge ähnlich denen beim Schmieden (Kaltverformung) statt, so dass der Werkstoff bei dem Vorgang auch versprödet. Deswegen brechen Federn dann gerne irgendwann unter ihrer ständig auf- und abschwellenden Belastung.
Der Elastizitätsmodul, sozusagen die Verallgemeinerte Federkonstante des Werkstoffs ohne Rücksicht auf die Geometrie, bleibt aber weitgehend konstant bei den Vorgängen. Allenfalls kurz vor einem Bruch, wenn (Mikro-)Risse den ursprünglichen Werkstoffquerschnitt bereits verringern, tritt eine Entfestigung auf, die die Feder weicher macht (Änderung der Federkonstanten). Weil das Kriechen dadurch beschleunigt wird, ist in diesem Stadium dann das Ende aber schon nahe (im Bereich Wochen/Monate).

Daraus folgt, dass man eine ermüdete (Schrauben-)Feder im unbelasteten Zustand an ihrer gegenüber dem Neuzustand verringerten Länge erkennen kann. Leider hat man bei einer alten Feder nur keine Informationen mehr über ihre ursprüngliche Länge, andere passende Federn haben oft eine leicht abweichende Geometrie.

Gruß,
Tiemo



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