Haigh-Diagramm – Betriebsfestigkeit
Das Haigh-Diagramm (auch Smith-Diagramm) wird in der Werkstoffprüfung verwendet, um die Betriebsfestigkeit von Bauteilen unter wechselnder Belastung zu beurteilen. Es zeigt den Zusammenhang zwischen der Mittelspannung und der zulässigen Spannungsamplitude und hilft dabei, Ermüdungsversagen zu vermeiden.
Einstellbare Parameter
Im GeoGebra-Programm können folgende Materialkennwerte eingestellt werden:
| Regler | Variablenname | Einheit | Bedeutung |
|---|---|---|---|
| Rm | Rm | MPa | Zugfestigkeit (maximale Beanspruchung) |
| Re | Re | MPa | Streckgrenze (plastische Verformung beginnt) |
| Rw | Rw | MPa | Wechselspannung (bei σm = 0) |
| Rd | Rd | MPa | Dauerfestigkeitsgrenze |
Berechnete Werte
Aus der eingestellten Mittelspannung und der Materialkennwerten werden automatisch abgeleitet:
- Mittelspannung:
σm = (σo + σu) / 2 - Spannungsamplitude:
σa = (σo − σu) / 2 - Oberspannung:
σo = σm + σa - Unterspannung:
σu = σm − σa
Bedienung
- Materialkennwerte über die Regler einstellen (Rm, Re, Rw, Rd)
- Punkt C im Diagramm durch Verschieben die Mittelspannung ändern
- Die zulässige Amplitude wird automatisch berechnet und angezeigt
- Sicherheit gegen Überschreitung der Dauerfestigkeit prüfen
Anwendungsbereich
Das Haigh-Diagramm eignet sich besonders für:
- Bemessung von Bauteilen unter schwingender Belastung
- Abschätzung der Lebensdauer bei bekannter Lastfolge
- Schnelle Überprüfung von Sicherheitsreserven
GeoGebra-Programm herunterladen
Interaktive Version: haigh_diagramm.ggb herunterladen
Benötigt: GeoGebra Classic (Desktop oder Web-Version). Programm lokal speichern und mit GeoGebra öffnen.
Hinweise zur Nutzung
- Die Ergebnisse sind Richtwerte und ersetzen keine ingenieurtechnische Berechnung nach Norm.
- Für kritische Bauteile sind weitere Sicherheitsfaktoren und Normverfahren (z. B. nach FKM-Richtlinie) anzuwenden.
- Die Berechnungen erfolgen ohne Gewähr. Ergebnisse bitte stets nachprüfen.