Dauerbeanspruchung

Dauerbeanspruchung bezeichnet in der Festigkeitslehre eine Beanspruchung, die über einen längeren Zeitraum hinweg konstant oder nur gering schwankend auf ein Bauteil wirkt. Typisch sind statische oder quasi-statische Lasten, die sich nur langsam ändern, im Gegensatz zu Wechsel- oder dynamischen Beanspruchungen, die wiederkehrende Lastwechsel verursachen.

Die Dauerbeanspruchung kann zu zeitabhängigen Materialänderungen führen. Bei hohen Temperaturen dominiert oft das Kriechen (Creep) und die Relaxation innerer Spannungen; bei moderaten Temperaturen sind bleibende Verformungen möglich, wenn die Belastung über längere Zeiträume nahe der Streckgrenze liegt. Bei Raumtemperatur spielt das Kriechen in der Regel eine geringere Rolle.

Anwendungsbereiche finden sich in strukturellen Tragwerken, Bauteilen mit dauerhaftem Lastaufkommen (z. B. Tragplatten, Verbindungen, Lager) sowie Maschinenteilen, die statisch oder langsam beansprucht werden. Einflussfaktoren sind Materialgesetz, Temperatur, Belastungsdauer, Geometrie, Oberflächenzustand und Umgebungsbedingungen (Korrosion, Temperaturwechsel).

Zur Beurteilung werden Langzeitfestigkeit, Dauerfestigkeit und das Kriechverhalten berücksichtigt. Die zulässigen Spannungen hängen von Temperatur und Nutzungsdauer ab; Sicherheitsfaktoren decken Unsicherheiten in Materialeigenschaften und Fertigung ab. Prüfergebnisse aus Langzeitversuchen oder beschleunigten Tests fließen in Normen und Richtlinien ein, um Aussagen über die Zuverlässigkeit über Zeiträume von 10⁴ bis 10⁶ Stunden zu ermöglichen.

Beispiele für Dauerbeanspruchung finden sich in Brücken- und Gebäudestrukturen, Druckbehältern, Turbinenkomponenten und anderen Bauteilen mit dauernder Lastbeanspruchung.