Überlastungsschäden

Überlastungsschäden sind Schäden an Bauteilen, Maschinen oder Strukturen, die dadurch entstehen, dass eine Belastung die zulässigen Grenzwerte überschreitet. Sie können durch statische Überlastung auftreten, etwa durch plötzliche Lastspitzen oder dauerhaft erhöhte Nutzlasten, sowie durch zyklische Belastung, die zu Ermüdung führt.

Mechanismen hinter Überlastungsschäden umfassen das Überschreiten der Festigkeit, was zu plastischer Verformung oder Versagen führt, sowie bei wiederholten Lastwechseln die Entstehung von Ermüdungsschäden durch Rissinitiation und -ausbreitung. Regionale Spannungskonzentrationen an Kanten, Bohrungen oder Materialfehlern begünstigen die Rissbildung und beschleunigen das Versagen. Unter unterschiedlichen Umgebungsbedingungen können auch temperaturbedingte oder schlagartige Überlastungseffekte eine Rolle spielen.

Zu den Typen der Überlastungsschäden zählen statische Überlastungen mit plastischer Verformung oder Bruch, Ermüdungsschäden durch schleichendes Risswachstum sowie spröde Brüche infolge extremer Temperaturen oder schneller Lastwechsel. In der Regel beginnen Schäden mikroskopisch und werden erst später sichtbar.

Erkennung und Prävention erfolgen durch regelmäßige Inspektion, zerstörungsfreie Prüfung (z. B. Ultraschall, Röntgen, Magnetprüfung), Zustandsüberwachung und Belastungstests. Wichtige Maßnahmen sind korrekte Dimensionierung, robuste Materialwahl, Vermeidung von Spannungskonzentrationen, Oberflächenbehandlung, Wartung sowie klare Lastgrenzwerte und Betriebsanweisungen.

Im Ingenieurwesen unterstützen Normen und Richtlinien (z. B. DIN, ISO, EN) die Bestimmung zulässiger Lasten, Nachweise und Prüfverfahren, um das Risiko plötzlicher Schäden durch Überschreitung der Betriebsgrenzen zu minimieren.