Ermüdungsfestigkeit / Betriebsfestigkeit

Ermüdung eines Werkstoffs bezeichnet das Versagen durch wiederholte, zyklische Belastungen, bei denen die ertragbare Last deutlich geringer ist als die statische Belastbarkeit. Die Bewertung erfolgt typischerweise in folgenden Schritten:

1. Lastkollektiverfassung: Zunächst wird das Lastkollektiv ermittelt, also die Art, Häufigkeit und Intensität der auftretenden zyklischen Belastungen im Betrieb
2. Spannungsanalyse: Mithilfe von Finite-Elemente-Methoden (FEM) oder anderen Analyseverfahren werden die Spannungsverteilungen und kritischen Punkte im Bauteil identifiziert, z. B. an Kerben oder Schweißnähten.
3. Materialdatenbestimmung: Die Materialkennwerte, wie z. B. die Wöhlerkurve, werden in der Regel den Normen oder Richtlinien entnommen.
4. Lebensdauerberechnung: Basierend auf der Spannungsanalyse und den Materialdaten wird die Lebensdauer des Bauteils berechnet. Hierbei wird die Anzahl der Lastzyklen bis zum Versagen bestimmt.
5. Nachweisführung: Die berechnete Lebensdauer des Bauteils wird mit den Anforderungen verglichen und durch Sicherheitsfaktoren abgesichert, um die Betriebssicherheit zu gewährleisten.

Sollte es bereits zu Schäden gekommen sein, wie beispielsweise dem Auftreten von Rissen, können wir dabei helfen, die Ursachen zu analysieren und Maßnahmen zur Vermeidung von Folgeschäden zu entwickeln. Ebenfalls lässt sich berechnen, wie lange ein Bauteil noch sicher betrieben werden kann, bevor es ausgetauscht werden muss.