PSI - Issue 17

Sebastian Vetter et al. / Procedia Structural Integrity 17 (2019) 90–97 Sebastian Vetter/ Structural Integrity Procedia 00 (2019) 000 – 000

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The significantly higher notch factor for the material 42CrMo4+QT compared to C45+N is caused by the increased sensitivity for fretting fatigue for materials with a higher tensile strength as Kreitner (1979) found out. The number of tappets and the eccentricity do not have a noticeable effect on the notch factors. A statement on the influence of the relative joining length on the fatigue strength cannot be made.

Table 5. Calculated notch factors and mean stress effects for test series of material C45+N according to Table 4 - for the ANSI/AGMA 6101-E08 (2008) the notch factors are inverse. Profile shape Notch factor Mean stress effect H3-convex 2.1 0.09 H7-concave 2.2 0.09

4. Conclusion

Based on the experimental investigations, one the one hand, an approach for dimensioning P-SHCs with a hypotrochoidal profile shape under static stresses was developed. On the other hand, a method was created to evaluate P-SHCs with regard to high cycle fatigue for rotating bending using notch factors on the basis of existing nominal stress concepts. This enables P-SHCs to be durably dimensioned and thus used in a wide range of industrial applications. The selection of a P-SHC with hypotrochoidal profile shapes can be made depending on the available nominal diameter and the joining length. In the case of a short relative joining length, a concave profile with a higher tappet number is recommended, because this can transmit a high static torsional moment. For a large relative joining length, a profile with a small stress concentration factors and a high strength of the shaft material have advantages in terms of static load capacity. The profile shape does not seem to have a significant influence on the high cycle fatigue strength. The use of high-strength materials does not allow to transmit higher cyclic loads with P-SHCs.

Acknowledgements

This work was supported by the DFG (German Research Foundation) No. LE 969/21-2 and ZI 1161/2-2, and the Iprotec GmbH (www.iprotec.de). The support is gratefully acknowledged.

References

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