Coffin-Manson-Modell

Vorlage:Quelle Die Coffin-Manson-Beziehung beschreibt in der Werkstofftechnik den Verlauf der Dehnungswöhlerlinie im Low-Cycle-Fatigue-Bereich (LCF), also etwa im Bereich von 1 bis 10⁵ Schwingspielen (Kurzzeitfestigkeit). In diesem Bereich werden Bauteile so stark beansprucht, dass im Zyklus plastische Verformungen auftreten. Laut Coffin und Manson bestimmt hier im Wesentlichen die plastische Dehnungsamplitude $\frac{\mathrm{\Delta }{ϵ}_{\mathrm{p}\mathrm{l}}}{2}$ die Lebensdauer:

$\frac{\mathrm{\Delta }{ϵ}_{\mathrm{p}\mathrm{l}}}{2}={{ϵ}_{\mathrm{f}}}^{\prime }\cdot (N_{\mathrm{B}}{)}^c$

mit

• $N_{\mathrm{B}}$ = Zahl der Zyklen bis zum Bruch
• $c$ = Ermüdungsduktilität; für duktile Werkstoffe gilt: $-0,7\le c\le -0,5$
• ${{ϵ}_{\mathrm{f}}}^{\prime }$ = Ermüdungsduktilitätskoeffizient (f für engl. fatigue), entspricht in etwa der wahren Dehnung beim Bruch (im quasistatischen Zugversuch).

In einer doppeltlogarithmischen Auftragung ergibt sich daraus eine fallende Gerade, wobei gegenüber dem normalen Wöhlerdiagramm auf der Ordinate jetzt $\log \left(\frac{\mathrm{\Delta }{ϵ}_{\mathrm{p}\mathrm{l}}}{2}\right)$ aufgetragen wird.

Siehe auch

• Basquin-Gleichung

Literatur

• Ralf Bürgel, Hans Jürgen Maier, Thomas Niendorf: Handbuch Hochtemperatur-Werkstofftechnik: Grundlagen, Werkstoffbeanspruchungen, Hochtemperaturlegierungen und -beschichtungen, Springer Fachmedien Wiesbaden, Wiesbaden 2015, ISBN 978-3-658-10591-4, S. 196–200