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
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KJ
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