Werkstoffprüfung

Haigh-Diagramm

Das Haigh-Diagramm kommt dir vor wie eine willkürliche Kombination von Farben und Linien? Keine Panik! Wir erklären dir was du daraus ablesen kannst.

Inhaltsübersicht

Die Spannungsamplitude am Schwingfestigkeitsdiagramm ablesen

Das Haigh-Diagramm ist ein Schwingfestigkeitsdiagramm, das heißt, es beschreibt die Spannungsamplitude in Abhängigkeit von der Mittelspannung.

  • Die Haigh-Kurve, auch Dauerfestigkeitskurve genannt, verläuft zwischen der  Wechselfestigkeit \sigma_{w} und der Zugfestigkeit R_m. Unter dieser liegen die zulässigen Spannungsamplituden für die Mittelspannungen an der x-Achse.
  • Die Haigh-Kurve wird zur Vereinfachung oftmals einer Geraden angenähert, die als Goodman-Gerade bezeichnet wird.
Haigh-Diagramm und Goodman-Gerade
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Haigh-Diagramm

Der Dauerfestigkeitsbereich

Der Dauerfestigkeitsbereich beschreibt den Bereich unterhalb der Goodman Gerade. Bei hohen Mittelspannungen spielt die Streckgrenze R_e noch eine wichtige Rolle. Wird diese überschritten kommt es zu plastischen Verformungen. Fällt die Streckgrenzengerade unter die Goodman Gerade muss der Dauerfestigkeitsbereich verkleinert werden. Dazu wird

    1. die Streckgrenzengerade eingezeichnet und
    2. der sich überschneidende Bereich rot gekennzeichnet.

Der übriggebliebene Bereich ist der sogenannte Dauerfestigkeitsbereich.

Ablesen des Haigh-Diagramms

Um das Ablesen am Haigh-Diagramm zu erleichtern werden oft einige ausgewählte Spannungsverhältnisse R in das Diagramm eingetragen. Hierbei bezeichnet R das Spannungsverhältnis von Ober-und Unterspannung:

R=\frac{\sigma_{U}}{\sigma_{O}}

Beispiel: R=\frac{\sigma_{U}}{\sigma_{O}}=0,2

Somit kann nun für jede Mittelspannung die zulässige Spannungsamplitude abgelesen werden.

Dauerfestigkeitsbereich, Streckgrenzengerade, Spannungsamplitude
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Spannungsverhältnisse

Du kannst das Diagramm auch auf negative Spannungswerte erweitern. Das wäre dann im Bereich der Druckspannung. Der Grenzwert ist hierbei die Quetschgrenze \sigma_{df}. Für konservative Abschätzungen wird oben der Wert der Goodman Gerade abgetragen. Ansonsten kann die Linie auch verlängert werden.

Negative Spannungswerte
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Negative Spannungswerte

Nun weißt du alles Wichtige über das Haigh-Diagramm und kannst Werte daraus richtig ablesen.

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