Zur Berechnung der Dauerfestigkeit von nitrierten Teilen aus Stahl : Teil 3: Optimierung der Dauerfestigkeitsberechnung und Schlussfolgerungen

Kurzfassung

Die folgenden Ausführungen schließen unmittelbar an die Teile 1 und 2 dieser Veröffentlichung an [1, 2]. Diese Teile enthalten auch ausführliche Symbollisten, die hier nicht wiederholt werden. Neu hinzukommende Symbole werden im Text erläutert.

Für die dauerfeste Dimensionierung von nitrierten Teilen gibt es heute keine allgemein anerkannten Regeln, nach denen aus der Dauerfestigkeit von Proben unter Berücksichtigung der Bauteileinflüsse, wie Größe, Geometrie, Belastungsart, Herstellungsart, Oberfläche, Mittelspannung und Eigenspannung, die Bauteildauerfestigkeit abgeleitet werden kann. Da viele nitrierte Bauteile dauerfest ausgelegt werden, wurde in einem Forschungsvorhaben an Dimensionierungsrichtlinien gearbeitet, deren experimentelle Grundlage und Gestalt in dieser Veröffentlichung dargestellt werden. Im Rahmen des hier beschriebenen Projekts wurden experimentelle und rechnerische Untersuchungen zur Bestimmung der Dauerfestigkeit gasnitrierter glatter und gekerbter Proben aus dem Stahl 31CrMoV9 durchgeführt. Nachdem in den Teilen 1 und 2 dieser Veröffentlichung die experimentellen Ergebnisse und die Möglichkeiten zur Berechnung der Dauerfestigkeit dargestellt wurden [1, 2], wird im vorliegenden Teil eine Methode zur Optimierung von Modellparametern des erweiterten Fehlstellenmodells vorgestellt, welche zu verbesserten Vorhersagen der Dauerfestigkeit führt. Abschließend wird eine kritische Bewertung der durchgeführten Berechnungen vorgenommen.

Abstract

There are no generally accepted rules for the calculation of the endurance limit of nitrided parts that take into account the component properties as size, geometry, load condition, fabrication method, surface, mean stress and residual stress. Since many nitrided parts are designed for endurance in a research project, rules for sizing were developed and have been demonstrated in this publication. Experimental and theoretical investigations were conducted in order to determine the endurance limit of nitrided smooth and notched specimens from the steel 31CrMoV9. In the first two parts of this publication, experimental results and models for endurance limit calculations have been presented [1, 2]. The present part deals with a method of optimization of the model parameters of the applied weakest-link concept which improves the qualitiy of the endurance limit prediction. Finally, a critical appraisal of the calculations is given.