Wie wird die zulässige Spannung nach ASME berechnet?

ASME BPVC Section VIII Div.1 verwendet σ_allow = min(Rp0,2/1,5, Rm/2,4) für austenitischen Edelstahl bzw. min(Rp0,2/1,5, Rm/3,5) für Kohlenstoff- und niedriglegierte Stähle bei Raumtemperatur. Dies gewährleistet eine Sicherheitsmarge gegen Fließen und Bruch.

Was ist die Ermüdungsgrenze?

Für Stähle mit Rm Bei einer Zugfestigkeit < 1400 MPa beträgt die Dauerfestigkeit Se ≈ 0,5 × Rm (ungekerbte, polierte Probe). Für Rm ≥ 1400 MPa beträgt Se ≈ 700 MPa. Die tatsächliche Dauerfestigkeit hängt von der Oberflächenbeschaffenheit, der Größe, der Spannungskonzentration und der Umgebung ab.

Welche Sicherheitsfaktoren werden für verschiedene Lastarten verwendet?

Typisch: Statische Lasten n = 1,5–2,0 gegen die Streckgrenze. Wechsellasten/Ermüdungslasten n = 2,0–4,0 gegen die Dauerfestigkeit. Pulsationslasten n = 1,5–2,5. Stoßlasten n = 3,0–5,0. Die Faktoren hängen von den Folgen des Versagens und der Lastunsicherheit ab.

Was ist die Streckgrenze Rp0,2?

Die Streckgrenze Rp0,2 (oder Dehngrenze) ist die Spannung, bei der eine bleibende (plastische) Verformung von 0,2% auftritt. Unterhalb dieser Spannung ist die Verformung elastisch und reversibel. Sie ist der wichtigste Auslegungsparameter für Druckbehälter und Bauteile.

Verändern sich die Eigenschaften durch Wärmebehandlung?

Ja, deutlich. Die angegebenen Werte sind typisch für den Standardlieferzustand. Abschrecken und Anlassen erhöht im Allgemeinen die Festigkeit, verringert aber die Duktilität. Die tatsächlichen Eigenschaften hängen von der Querschnittsgröße, der Austenitisierungstemperatur und den Anlassbedingungen ab.

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Stahleigenschaften & Rechner für zulässige Spannungen

Wählen Sie eine Stahlsorte, um die mechanischen Eigenschaften anzuzeigen. Berechnet die zulässige Spannung nach ASME, die Dauerfestigkeit und die Sicherheitsfaktoren für verschiedene Belastungsarten.

ASME BPVC Rp0,2 / Rm Müdigkeit Se

Eigenschaften & Zulässige Spannung

ASME Zulässige Spannung σ_zulässig

—

Streckgrenze Rp0,2

—

Zugfestigkeit Rm

—

Dauerschwingfestigkeit Se

—

Verlängerung A%

—

Härte HB

—

Dichte

—

Sicherheitsfaktoren (n)

—

ASME Zulässige Spannung

Gemäß ASME BPVC Section VIII Division 1 beträgt die zulässige Spannung bei Raumtemperatur:

Bei austenitischen Edelstählen (die eine signifikante Kaltverfestigung aufweisen) verwendet ASME Rm/2,4 anstelle von Rm/3,5.

Dauerschwingfestigkeit

Für ungekerbte, polierte Stahlproben unter rotierender Biegung:

Die tatsächliche Dauerfestigkeit erfordert Modifikationsfaktoren für Oberflächenbeschaffenheit (ka), Größe (kb), Zuverlässigkeit (kc) usw.:

Sicherheitsfaktoren nach Belastungsart

Lastart	Faktor n	Auslegungsspannung
Statisch (Fließen)	1.5	Rp0,2 / 1,5
Statisch (Bruch)	2,4–3,5	Rm / 2,4 oder Rm / 3,5
Pulsierende Ermüdung	2.0	Se / 2,0
Wechselseitige Ermüdung	2.5	Se / 2,5
Aufprall / Schock	3,0–5,0	Rp0,2 / n

Praktisches Beispiel

Beispiel — 42CrMo4 Q&T

Eigenschaften: Rp0,2 = 900 MPa, Rm = 1100 MPa

σ_allow (ASME) = min(900/1,5, 1100/3,5) = min(600, 314) = 314 MPa

Se = 0,5 × 1100 = 550 MPa (unverändert)

Pulsierende Ermüdung: 550/2,0 = 275 MPa

⚠️ Hinweis: Die angegebenen Eigenschaften sind typische Werte. Die tatsächlichen Eigenschaften hängen von der Wärmebehandlung, der Querschnittsgröße und dem Werkstoffprüfzeugnis ab. Verwenden Sie für Auslegungsberechnungen stets zertifizierte Werte.

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