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Spezifische Festigkeit & Modul-Rechner

· Zuletzt aktualisiert：2026-07-27

Spezifische Festigkeit = σ/ρ, spezifischer Modul = E/ρ (optional). Eingabe Festigkeit MPa, Dichte g/cm³ → Ausgabe N·m/kg. Bewertungsgröße für Leichtbau: hohe Festigkeit bei hoher Dichte (Wolfram) verliert gegen leichte Legierungen. Referenzen: Titan ~210, Alu ~180, Stahl ~50-90 kN·m/kg.

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Wichtige Fakten

Kategorie
Math & Numbers
Eingabetypen
number
Ausgabetyp
json
Sample-Abdeckung
4
API bereit
Ja

Überblick

Der Rechner ermittelt die spezifische Festigkeit σ/ρ aus Festigkeit in MPa und Dichte in g/cm³. Optional berechnet er zusätzlich den spezifischen Modul E/ρ aus dem E-Modul. Die Ergebnisse werden in N·m/kg sowie übersichtlich in kN·m/kg beziehungsweise MN·m/kg ausgegeben.

Wann verwenden

  • Wenn Werkstoffe für Leichtbaukonstruktionen anhand ihres Festigkeit-Gewicht-Verhältnisses verglichen werden sollen.
  • Wenn die spezifische Festigkeit eines Materials aus Festigkeit und Dichte schnell berechnet werden soll.
  • Wenn zusätzlich zum Festigkeitsvergleich der spezifische E-Modul eines Werkstoffs benötigt wird.

So funktioniert es

  1. 1Geben Sie die Festigkeit σ in MPa und die Dichte ρ in g/cm³ ein.
  2. 2Optional können Sie den E-Modul E in MPa ergänzen.
  3. 3Der Rechner berechnet die spezifische Festigkeit mit σ/ρ und wandelt die Einheiten in N·m/kg um.
  4. 4Wenn ein E-Modul angegeben ist, wird zusätzlich E/ρ als spezifischer Modul ausgegeben.

Anwendungsfälle

  • Vergleich von Titan-, Aluminium- und Stahlwerkstoffen für leichte Bauteile.
  • Bewertung des Festigkeit-Gewicht-Verhältnisses in der Werkstoffauswahl.
  • Analyse von Festigkeit und Steifigkeit pro Masse bei Verbundwerkstoffen.

Beispiele

1. Ti-6Al-4V mit spezifischem Modul

Werkstoffingenieur

Hintergrund

Für ein leichtes Bauteil soll eine Titanlegierung anhand ihrer Festigkeit und Steifigkeit pro Masse bewertet werden.

Aufgabe

Die spezifische Festigkeit und der spezifische Modul sollen aus bekannten Werkstoffwerten berechnet werden.

Verwendung

Geben Sie 950 MPa Festigkeit, 4,43 g/cm³ Dichte und 114000 MPa E-Modul ein.

Dezimalstellen: 2

Ergebnis

Das Ergebnis beträgt etwa 214,45 kN·m/kg spezifische Festigkeit und 25,73 MN·m/kg spezifischer Modul.

2. Stahl ohne E-Modul vergleichen

Konstrukteur

Hintergrund

Ein Stahlwerkstoff soll für eine erste Leichtbauprüfung mit seinem Festigkeit-Gewicht-Verhältnis bewertet werden.

Aufgabe

Für den Vergleich liegt nur die Festigkeit und Dichte vor; ein spezifischer Modul wird nicht benötigt.

Verwendung

Geben Sie 400 MPa Festigkeit und 7,85 g/cm³ Dichte ein und lassen Sie das Feld für den E-Modul leer.

FAQ

Welche Eingaben sind erforderlich?

Erforderlich sind die Festigkeit in MPa und die Dichte in g/cm³.

Ist der E-Modul verpflichtend?

Nein. Der E-Modul ist optional und wird nur für die Berechnung des spezifischen Moduls benötigt.

Welche Formel verwendet der Rechner?

Die spezifische Festigkeit wird als σ/ρ berechnet. Der spezifische Modul entspricht E/ρ.

In welchen Einheiten erscheinen die Ergebnisse?

Die spezifische Festigkeit wird in N·m/kg und kN·m/kg ausgegeben. Der spezifische Modul erscheint in N·m/kg und MN·m/kg.

Wofür wird die spezifische Festigkeit verwendet?

Sie dient zum Vergleich der Festigkeit eines Werkstoffs im Verhältnis zu seiner Dichte, besonders bei Leichtbauanwendungen.

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Berechnet die Luftwechselrate n=Q/V (1/h) aus Außenluft-Volumenstrom Q und Raumvolumen V. Drei Modi: n (Q,V), Volumenstrom (n,V) oder Volumen (n,Q). Volumenstrom in m³/s/m³/h/CFM, Volumen in m³/ft³/L. Liefert die Zeit zum Erreichen des Lüftungsziels (Restanteil, Standard 1%) nach dem ideal durchmischten Modell: t=−ln(ε)/n.

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Berechnet die nominelle Lebensdauer L10 = (C/P)^p eines Wälzlagers. Kugel p=3, Rolle p=10/3. Mit Drehzahl als L10h in Stunden.

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Schraubenmoment-Vorspannkraft-Rechner

Rechnet zwischen Anzugsdrehmoment und axialer Vorspannkraft einer Schraube um. T = K·F·d, K ist der Muttenfaktor (≈0.20 trockener Stahl). Moment aus Kraft oder Kraft aus Moment.

Dezimalstellen: 2

Ergebnis

Der Rechner gibt eine spezifische Festigkeit von etwa 50,96 kN·m/kg aus. Ein spezifischer Modul wird ohne E-Modul nicht berechnet.