Übersicht
Mittels eines auf der Randintegralgleichungsmethode basierenden numerischen Berechnungsverfahrens werden zunächst die Kerbfaktoren tordierter Wellen mit kreisförmig ausgerundeter Einzelkerbe bestimmt und mit bekannten Ergebnissen verglichen. Dabei wird eine von Neuber [1] angegebene Interpolations-formel gut bestätigt, die in Abhängigkeit von Kerbtiefe und Kerbschärfe eine bequeme Bestimmung der Kerbfaktoren erlaubt. Anschließend wird die gegenseitige Beeinflussung von zwei in beliebigem Abstand zueinander angeordneten kongruenten Kerben untersucht. Entsprechende Kerbfaktordiagramme werden angegeben und analytische Interpolationsformeln für die genauere Bestimmung von Zwischenwerten aufgestellt. Ein Vergleich mit den in der Literatur bekannten Ergebnissen von Mehrfachkerben wird vorgenommen.
Summary
Stress concentration factors arising in the torsion of shafts with a circumferential notch are determined by means of a computer program, based on a boundary integral equation method, and are compared with known results. The results agree well with stress concentration factors obtained from a semiempirical interpolation formula of Neuber [1], which allows a comfortable determination of the concentration factors depending on the base radius and the depth of the grooves. In the second part the reciprocal influence of two congruent circumferential notches, located at an arbitrary distance from each other, is investigated. Corresponding stress concentration factor graphs are given and an analytical interpolation formula is drawn up. A comparison is undertaken with known results for shafts with an infinite system of small grooves.
This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.
Literatur
Neuber, H.: Interpolationsfunktion zur Berechnung von Kerbfaktoren. Unveröffentl. Institutsbericht des Lehrstuhls A für Mechanik der TU München, 1967
Neuber, H.: Kerbspannungslehre, Grundlagen für genaue Festigkeitsberechnung. 2. Aufl., Berlin 1958
Drexler, W.; Kuhn, G.; Mayr, M.: Behandlung der axialsymmetrischen Torsion scharf gekerbter Bauteile mittels Randintegralgleichungsmethode. Z. Angew. Math. Mech. 59 (1979) T 177-T 179
Hahn, H. G.: Über den Einfluß des Flankenwinkels auf die Spannungskonzentration an Kerben. Dissertation, München 1963
Bart, J.; Neuber, H.; Schnack, E.: Kerbfaktordiagramme nach numerischen Berechnungsverfahren. Konstruktion 28 (1976) 217–218
Rushton, K. R.: Stress Concentrations Arising in the Torsion of Grooved Shafts. J. Mech. Sci. 9 (1967) 697–705
Peterson, R. E.: Stress Concentration Factors. New York 1974
Peterson, R. E.: Stress Concentration Design Factors. New York 1953
Okubo, H.: Stress Concentration Factors for a Circumferential Notch in a Cylindrical Shaft. Memoires, Faculty of Engineers, University of Nagoya 6 (1954) 23–29
Sonntag, R.: Zur Torsion von runden Wellen mit veränderlichem Durchmesser. Z. Angew. Math. Mech. 9 (1929) 1–22
Hamada, M.; Kitagawa, H.: Elastic Torsion of Circumferentially Grooved Shafts. Bull. Japan Soc. Mech. Eng. 11 (1968) 605–611
Leven, M. M.: Quantitative Three-Dimensional Photoelasticity. Proc. SESA, 12 (1955) 157–171
Matthews, G. J.; Hooke, C. J.: Solution of Axisymmetric Torsion Problems by Point Matching. J. Strain Anal. 6 (1971) 124–133
Okubo, H.: Die Formzahlen tordierter Wellen mit mehreren Nuten. Ing.-Arch. 23 (1955) 130–132
Momma, S.: Deduction of the maximum torsional stress in a shaft with notches. J. Appl. Physics 24 (1953) 959–960
Thum, A.; Bautz, W.: Zur Frage der Formziffer. Z. Vereins deutscher Ingenieure 79 (1935) 1303–1306
Author information
Authors and Affiliations
Rights and permissions
About this article
Cite this article
Mayr, M., Kuhn, G. Spannungskonzentration einfach- und doppeltgekerbter tordierter Wellen. Ing. arch 49, 81–87 (1980). https://doi.org/10.1007/BF02627749
Received:
Issue Date:
DOI: https://doi.org/10.1007/BF02627749