Korrigierte Dauerfestigkeit
Eine spanend bearbeitete Welle mit 32 mm unter Biegung, mit 345 MPa Grundwert und 690 MPa Zugfestigkeit, behält eine korrigierte Dauerfestigkeit von etwa 235 MPa. Sie sehen alle drei Faktoren. Kostenlos in Ihrem Browser.
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Rechenbeispiel
- Se′ (Dauerfestigkeit der Probe)
- 345
- Sut
- 690
- Oberflächengüte
- Machined
- Belastungsart
- Bending
- Durchmesser
- 32
- Spannungseinheit
- MPa MPa
- Oberflächenkoeffizient a
- 4,51
- Oberflächenexponent b
- -0,265
- Ka
- 0,7977770394
Ein polierter Umlaufbiegestab nennt eine Dauerfestigkeit, die eine echte Welle, Schraube oder Feder nie erreicht. Oberflächenfinish, Größe des beanspruchten Volumens und ob der Zyklus Biegung, Axiallast oder Torsion ist, kürzen diese Laborbasis, und die Maschinenelemente-Praxis multipliziert die drei Marin-Faktoren, bevor irgendein Sicherheitsbeiwert greift. Dieser Rechner für die korrigierte Dauerfestigkeit nimmt die Basisdauerfestigkeit Se-prime, die Zugfestigkeit, eine Oberflächenklasse, eine Belastungsart und einen optionalen kritischen Durchmesser entgegen und liefert den Oberflächenfaktor ka, den Größenfaktor kb, den Belastungsfaktor kc sowie das Produkt Se gleich ka mal kb mal kc mal Se-prime in derselben Spannungseinheit, die Sie angegeben haben.
Was die Marin-Korrektur ist und wie Se = ka · kb · kc · Se′ entsteht
Die in einem Handbuch für einen Stahl genannte Dauerfestigkeit ist fast immer der Umlaufbiegewert Se-prime einer kleinen, hochglanzpolierten Probe unter vollständig umkehrender Biegung. Ein Serienteil ist größer, rauer und oft axial oder tordierend belastet, daher fällt seine Langzeit-Ermüdungsfestigkeit Se geringer aus. Joseph Marin fasste diese Abschläge als multiplikative Modifikationsfaktoren, und die in der Maschinenelemente-Lehre nach Shigley übliche Form lautet Se gleich ka mal kb mal kc mal Se-prime.
Der Oberflächenfaktor ka folgt einem Potenzgesetz ka gleich a mal Sut hoch b, mit Koeffizienten a und b für ground, machined bzw. kaltgezogen, hot-rolled und as-forged in Tabellen sowohl in Megapascal als auch in Kilopfund pro Quadratzoll; ein polished-Finish gilt als ka gleich eins, weil das die Laborbasis ist.
Der Größenfaktor kb ist eins bei Axiallast und für eine kleine rotierende Probe; sonst folgt er der stückweisen Shigley-Regel zum kritischen Durchmesser: eins unter 2.79 Millimetern, 1.24 mal d hoch minus 0.107 bis 51 Millimeter, 1.51 mal d hoch minus 0.157 bis 254 Millimeter, und 0.6 darüber. Der Belastungsfaktor kc ist 1.00 bei Biegung, 0.85 bei axialer Zug-Druck-Beanspruchung und 0.59 bei Torsion.
Temperatur, Zuverlässigkeit und sonstige Einflüsse gehören zur vollen Marin-Menge; diese Fähigkeit wendet die drei geometrischen und Belastungsfaktoren an, die eine erste Wellen- oder Verbindungskontrolle bestimmen, und lässt jene Extrafaktoren einem späteren Sicherheitsbeiwert.
Wer die korrigierte Dauerfestigkeit braucht
Maschinenelemente-Kurse und Prüfungen zum Professional Engineer verlangen regelmäßig die Marin-korrigierte Dauerfestigkeit einer Welle bei gegebenem Sut, Finish, Durchmesser und Belastungsart; ein deterministisches Orakel markiert vertauschte Einheiten und unbekannte Finishnamen, statt stillschweigend ka gleich eins zu verwenden. Wellen- und Achskonstrukteure wandeln ein Umlaufbiege-Se-prime in ein Arbeits-Se um, bevor ein Ermüdungs-Formfaktor und ein Sicherheitsbeiwert greifen, und brauchen dieselben ka, kb und kc, die die Lehrbuchtabelle geliefert hätte.
Schrauben- und Federblätter, die bereits Sut und eine Finishklasse speichern, können diesen Endpunkt aufrufen, statt eine zweite Kopie der Shigley-Koeffizienten einzubetten, die driftet, sobald die nächste Auflage a und b nachzieht. Laborbänke, die Umlaufbiegetheorie gegen reale Teileabschläge lehren, können se in der Continuous Integration gegen dasselbe reine Modul pinnen, das Studierende im Browser nutzen. Ungültige Eingaben werden nicht berechnet.
Anwendungsfälle
Erste Ermüdungsprüfung von Wellen und Achsen
Wandeln Sie ein Umlaufbiege-Se-prime in eine Arbeits-Dauerfestigkeit für eine machined- oder ground-Welle bekannten Durchmessers um, bevor Formfaktor und Sicherheitsbeiwerte greifen.
Marin-Faktor-Übungen im Unterricht und in der PE-Prüfung
Lassen Sie Studierende Sut, Finish, Durchmesser und Belastung senden und ka, kb, kc sowie Se an den Shigley-Tabellen prüfen, ohne eine Tabelle, die still die falschen Einheitskoeffizienten nutzt.
Auslegungsblätter für Schrauben und Federn
Korrigieren Sie gespeicherte Se-prime-Werte stapelweise, wenn sich Finish oder Lastart ändern, mit einer einzigen Koeffiziententabelle für Hausaufgaben, LMS-Plugins und Produktions-Auslegungsskripte.
Häufige Fragen
Wie wird die korrigierte Dauerfestigkeit Se berechnet?
Der Oberflächenfaktor ka ist a·Sut^b aus der Shigley-Finishtabelle (polished ist 1). Der Größenfaktor kb ist 1 bei Axiallast oder fehlendem Durchmesser, sonst die stückweise Funktion des kritischen Durchmessers. Der Belastungsfaktor kc ist 1.00 bei Biegung, 0.85 axial und 0.59 bei Torsion.
Wann ist der Größenfaktor kb gleich eins?
Größere Durchmesser nutzen die Shigley-Stücke mid, large oder very-large.
Muss der Durchmesser angegeben werden?
Nein. Der Durchmesser ist optional. Lassen Sie ihn weg, um kb bei 1 zu halten — die übliche erste Schätzung für eine kleine Probe oder wenn nur Oberflächen- und Belastungsabschläge nötig sind.
Welcher Belastungsfaktor gilt für Biegung, Zug-Druck und Torsion?
Biegung nutzt 1,00, axialer Zug und Druck 0,85 und Torsion 0,59. Bei axialer Belastung bleibt außerdem der Größenfaktor bei eins, unabhängig vom eingegebenen Durchmesser.
Welche Oberflächen kann ich auswählen?
Poliert, geschliffen, spanend bearbeitet oder kaltgezogen, warmgewalzt und geschmiedet. Poliert zählt als eins, weil es der Laborprobe entspricht; rauere Oberflächen senken die Festigkeit stärker.
Verwandte Tools
Für Entwickler — API-Zugang
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Endpunkt
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-H "Content-Type: application/json" \
-d '{"se_prime":345,"sut":690,"surface":"machined","loading":"bending"}'const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/eng/endurance-limit", {
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"Content-Type": "application/json"
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"se_prime": 345,
"sut": 690,
"surface": "machined",
"loading": "bending"
})
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const { task_id } = await res.json();import os, requests
res = requests.post(
"https://api.kit.forhosting.com/eng/endurance-limit",
headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
json={
"se_prime": 345,
"sut": 690,
"surface": "machined",
"loading": "bending"
},
)
task_id = res.json()["task_id"]<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/eng/endurance-limit", false, stream_context_create([
"http" => [
"method" => "POST",
"header" => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
"content" => '{"se_prime":345,"sut":690,"surface":"machined","loading":"bending"}',
],
]));
$task = json_decode($res, true);body := bytes.NewBufferString(`{"se_prime":345,"sut":690,"surface":"machined","loading":"bending"}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/eng/endurance-limit", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)Beispiel-Anfrage
{
"se_prime": 345,
"sut": 690,
"surface": "machined",
"loading": "bending"
}Beispiel-Antwort
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "eng.endurance_limit",
"status": "queued",
"_links": {
"result": "/tasks/tsk_…/result"
}
}Die API arbeitet asynchron: Sie erhalten sofort eine task_id. Polling ist mit 1 Anfrage pro Sekunde erlaubt.
Preis
Der Preis steht auf der Seite – keine Tokens, keine Credits. Fehlgeschlagene Aufgaben werden nicht berechnet.
Fehler
| HTTP | Code | Bedeutung |
|---|---|---|
401 | unauthorized | Der API-Schlüssel fehlt oder ist ungültig – prüfen Sie den Authorization-Header (Bearer). |
402 | insufficient_balance | Ihr Guthaben reicht für diese Aufgabe nicht aus – Aufladungen verfallen nicht. |
404 | unknown_type | Unbekannter Aufgabentyp – prüfen Sie das Feld „type“ gegen den Katalog. |
429 | rate_limited | Zu viele Anfragen – warten Sie kurz; Polling ist mit 1 Anfrage pro Sekunde erlaubt. |
Technische Hinweise
Fehlende Felder, nichtpositive Festigkeiten oder ein unbekanntes Finish bzw. eine unbekannte Belastungsart scheitern mit invalid_input und werden nicht berechnet.
Was die Marin-Korrektur ist und wie Se = ka · kb · kc · Se′ entsteht
Das Produkt aus ka, kb und kc kommt als marin_product zurück, damit Sie sehen, wie viel von Se-prime vor der Multiplikation mit der Basis übrig bleibt.
Eingabevertrag, Einheiten, Antwortform und Fehlerverhalten
Ergebnisse werden auf zwölf Dezimalstellen gerundet für stabile Goldens. Senden Sie per POST einen JSON-Körper mit vier Pflichtfeldern: se_prime (Aliase se, Se, Se_prime, se_base, base_endurance, endurance_limit), die positive Umlaufbiege-Basis; sut (Aliase Sut, su, ultimate, ultimate_strength, tensile_strength), die positive Zugfestigkeit in derselben Spannungseinheit; surface (Aliase finish, surface_finish, ka_surface), eines von polished, ground, machined, hot_rolled oder as_forged; und loading (Aliase load, load_type, kc_loading), eines von bending, axial oder torsion. Das optionale diameter (Aliase d, dia, size, diameter_mm) ist der kritische Durchmesser für kb; lassen Sie es weg, um kb bei eins zu halten. Das optionale diameter_unit ist standardmäßig mm oder in, und das optionale stress_unit ist standardmäßig MPa oder kpsi — letzteres wählt die passende Shigley-Tabelle für a und b, daher dürfen Sie ein Sut in Megapascal nicht mit einem Kilopfund-Koeffizientensatz mischen. Felder dürfen als JSON-Zahlen oder numerische Zeichenketten ankommen; Finishnamen mit Bindestrich wie hot-rolled werden akzeptiert und normalisiert. Fehlende Felder, nichtendliche Werte, nichtpositive se_prime oder sut, ein nichtpositives diameter oder ein Wert außerhalb der Aufzählungen von surface, loading oder Einheit scheitern mit invalid_input unter Nennung des Feldes und werden nicht berechnet. Bei Erfolg gibt der Körper die bereinigten Eingaben zurück, meldet surface_coeff_a und surface_exponent_b und liefert ka, kb, kc, marin_product, size_regime sowie die korrigierte Dauerfestigkeit se in derselben Einheit wie se_prime, dazu formula, method marin_endurance_limit und eine kurze Meldung. Beispiel: se_prime 345 Megapascal, sut 690, Oberfläche machined, Durchmesser 32 Millimeter, bending, ergibt ka nahe 0.80, kb nahe 0.86, kc von 1 und Se nahe 235 Megapascal.
Wo eine API für korrigierte Dauerfestigkeit ihren Nutzen zeigt
Weil die Implementierung reines Parse-Tier A ist, kostet jeder erfolgreiche Aufruf den veröffentlichten Grundpreis $0.002 ohne Modell-Tokens und ohne ausgehendes Netz. Halten Sie Anfragen klein, pinnen Sie die gerundeten Felder se und marin_product in Tests, und Sie erhalten reproduzierbare Marin-Korrekturen für LMS-Plugins, Edge-Worker und Konstruktionsnotizen, ohne einen vollständigen Ermüdungslebensdauer-Löser aufzusetzen.
Technische Fragen
Welche Oberflächenfinishes akzeptiert der Rechner?
Er akzeptiert polished, ground, machined (einschließlich kaltgezogen), hot_rolled und as_forged. Bindestrichnamen wie hot-rolled werden normalisiert. Die Tabellen in MPa und kpsi nutzen unterschiedliche a und b; setzen Sie stress_unit passend zu Sut und se_prime.
Was kostet der Rechner für die korrigierte Dauerfestigkeit?
Das Browser-Werkzeug ist kostenlos. API-Anfragen nutzen vorausbezahltes KIT-Guthaben zu $0.002 je erfolgreichem Aufruf; ungültige Eingaben werden nicht berechnet.