---

cut_equivalent.jpg

Hallo,

bei Dauerfestigkeitsuntersuchungen (max.2300N; min.300N) also einer statischen Mittellast von 1300N +- 1000N Amplitude haben Prothesen aus Titan Grade 2 über 2 Mio. Schwingspiele standgehalten, also waren im Bereich der Dauerfestigkeit.

Bei meinen FEM Rechnungen (statisch)jedoch bekam ich bei einer Belastung vom Maximalwert (2300N) folgendes (Anhang) Spannungsbild im Querschnitt.
Der Probenquerschnitt mit dieser Belastungsanordnung wird hauptsächlich auf Biegung beansprucht.

Titan Grade 2 wird mit Rm=345N/mm^2 angegeben.
Wie kann es nun sein, dass, obwohl ich lokal bereits deutlich über der Zugfestigkeit meines Materials bin, die Proben hier noch Dauerfest sind? Zwar sind die angegebenen Zugfestigkeit laut Zertifikat (Rm=410 N/mm^2) etwas höher, aber ich bin immer noch nicht bei 600 N/mm^2 vom Spannungsbild in Ansys.

In einer Dissertation habe ich dann noch eine Wöhlerlinie vom Titan Grade 2 gefunden (grüne Linien; unterschiedliche Oberflächenbehandlung). Dort liegt dann beim Titan Grade 2 der Maximale Spannungswert im Dauerfestigkeitsbereich bei 200 bzw. 325 (abhängig von der Oberfläche) N/mm^2.
Diese Wöhlerkurven gelten zwar für den Wechselbereich (R=-1) und wir haben eher reine Biegung, aber das kann doch nicht soviel ausmachen, oder?

Wieso halten nun meine Prothesen soviel aus? Was passiert da? Kann es hier zu irgendwelchen Spannungsumlagerungen kommen? aber wenn der Querschnitt doch teilweise durchplastiziert wird, kann der doch auch nicht Dauerfest sein?

Vielen Dank für Eure Unterstützung.

LG

------------------
KJ

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Moin Knox11 

Hat sich Deine Fragenstellung bereits erledigt?
Das Ergebniss wäre ja mal interessant, oder nicht?

Ich habe (fast) keine Erfahrung im Bereich FEM und
Dauerfestigkeiten möchte aber einige Anregungen einwerfen.

Wenn die Prothese Dauerfest ist und Ihr ein Versuch gefahren
habt der das bestätigt gilt es doch jetzt den Versuch mit der
Berechnung abzugleichen.

Randbedingungen, Lagerung, Krafteinleitung etc. Ich würde davon
ausgehen, das die FEM Berechnung nicht die Versuchsbedingung abbildet
und aufgrund dessen die Ergebnisse so stark abweichen.
Die Suche nach einer Tabelle die entsprechend hohe Festigkeitswerte
ausweist ist sicherlich einfacher aber ganz sicher nicht der richtige
weg.

Dat Nordlicht
*imUrlaub*

------------------
"Mächtiges Badabum"

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP

---

Ommmm!

- hast Du Dein FEM-Modell daraufhin überprüft, ob es frei von Singularitäten ist?
- Du solltest Dein Modell verfeinern, bis sich die errechneten Werte nicht mehr ändern, sich kovergiert sind.
- Wie spröde ist der Werkstoff? Welche Belastung ist an dieser Stelle? welcher Lastfall? Bei hohen Spannungen könnte das Material einmalig gestreckt werden, wobei sich u.U. örtlich bei Entlastung latente Druckspannungen ergeben. Vielleicht vor der ersten Belastung an dieser Stelle einen DMS plazieren.

------------------
Ommm! euer

Guru_Meditation

   
Gönnt eurem Compi auch mal etwas Ruhe. Wenn er seit Stunden nicht mehr reagiert, macht er euch den Guru. Ist das nicht eine tolle Meditation, rasante Endlosschleifen mit 3 GHz auszuführen?

[Diese Nachricht wurde von Guru_Meditation am 31. Jul. 2007 editiert.]

Eine Antwort auf diesen Beitrag verfassen (mit Zitat/Zitat des Beitrags) IP