Ermüdungsfestigkeit

Ermüdungsfestigkeit bezeichnet die Fähigkeit eines Materials, wiederholten Belastungen ohne das Auftreten von Rissen oder Bruch zu widerstehen. Im Gegensatz zur Schlagzähigkeit, die sich mit einer einmaligen hohen Belastung befasst, ist die Ermüdungsfestigkeit von großer Bedeutung für Bauteile, die zyklischen Spannungen im Betrieb ausgesetzt sind, beispielsweise in Fahrzeugen, Luft- und Raumfahrt­anwendungen oder in der Werkstofftechnik.

Die Amplitude der Last, die Anordnung der Lastspitzen, die Anzahl der Durchläufe und die Umgebung (Feuchtigkeit, Temperatur, Korrosion) beeinflussen die Ermüdungsfestigkeit maßgeblich. Materialspezifisch zeigen Metalle, Kunststoffe und Verbundwerkstoffe unterschiedliche Ermüdungskurven; Stahl hat typischerweise höhere Vorgedenkwerte, aber Conversationally, Saugfähigkeit ist bei offenen Systemen begrenzt.

Wiederverwendbare numerische Werkzeuge wie das S-N-Diagramm (Spannung versus Anzahl der Saetze) bieten eine graphische Darstellung der Ermüdungsleistung. Ausfirma wird oft von der Wohlenstein‑Peters‑Praxis abgeleitet. Für komplexe Belastungszustände kann die Microschock- bzw. die Dämpfungsfaktur konzipiert werden. Die Analyse kann mit der Finite‑Elemente‑Methodik (FEM) erfolgen und unterstützt die Bewertung von Randbedingungen und Oberflächenrauheit.

Die Ermüdungsfestigkeit verbessert sich grundsätzlich durch Wärmebehandlungen, geeignete Legierungszusätze und die Integration von Oberflächenbehandlungen wie Kathodischem Beschichten oder Laserrelief. Im Forschungsbereich werden inzwischen neue Werkstoffe mit Nano‑Substrukturen entwickelt, die eine höhere Ermüdungsfreudigkeit als konventionelle Legierungen aufweisen.

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