Dauerfestigkeit

Dauerfestigkeit bezeichnet die Beanspruchbarkeit eines Werkstoffs unter zyklischer Belastung über eine unendliche Lebensdauer hinweg. Sie gibt die maximale Spannungsamplitude an, der ein Bauteil bei wiederholtem Lastwechsel widerstehen kann, ohne dauerhaft zu versagen. In der Praxis wird sie vor allem im Hochzyklusbereich verwendet, bei dem Lastwechsel viele Millionen Male auftreten.

Die Bestimmung erfolgt typischerweise über S-N-Kurven, in denen die Spannung gegen die Anzahl der Zyklen aufgetragen wird. Aus diesen Kurven lässt sich die Dauerfestigkeit ableiten, oft als Grenzwert der Kurve bei sehr hohen Zyklenzahlen. Für viele Stähle existiert eine charakteristische Endgrenze der S-N-Kurve, die als Dauerfestigkeit gilt. Bei vielen Nichteisenmetallen wie Aluminium existiert dagegen kein echter Ermüdungsgrenzwert; die Belastbarkeit nimmt weiter ab, sodass kein horizontales Asymptotenniveau erreicht wird.

Beeinflussende Faktoren umfassen Oberflächenzustand und Geometrie des Bauteils, Größe, Temperatur, Umgebungsmedien und Korrosion, das Lastverhältnis (Minimum- zu Maximum-Spannung) sowie die Frequenz der Zyklen. Mean-stress-Effekte werden oft durch Korrekturen wie Goodman, Gerber oder Soderberg berücksichtigt. In der Konstruktion werden Dauerfestigkeiten genutzt, um Bauteile für eine gewünschte Lebensdauer unter zyklischer Beanspruchung zu dimensionieren, insbesondere in Bereichen wie Maschinenbau, Fahrzeugtechnik oder Luftfahrt, wo Lebensdauer und Zuverlässigkeit zentrale Anforderungen sind.