Ermüdungsresistent

Ermüdungsresistent bezeichnet die Eigenschaft eines Materials oder Bauteils, wiederholten Belastungen zu widerstehen, ohne frühzeitig durch Ermüdungsriss oder Bruch auszufallen. Im Ingenieurwesen wird damit die Fähigkeit beschrieben, eine bestimmte Anzahl von Lastwechseln bei gegebenem Lastniveau zu überstehen. Häufig wird der Begriff sinngemäß mit Ermüdungsfestigkeit oder Ermüdungslebensdauer verbunden, die je nach Anwendung unterschiedlich gemessen und spezifiziert werden.

Die Ermüdungsfestigkeit wird in Tests mit steigender oder konstanter Belastung ermittelt. Typische Darstellungen sind S-N-Kurven (Wöhlerkurven) im Hochzyklus und ε-N-Kurven im Niedrigzyklus. Neben der Lebensdauer spielt die maximale Spannungsamplitude, die Oberflächenbeschaffenheit, Randlinien (Notch) sowie Umgebungseinflüsse und Korrosion eine entscheidende Rolle. Zur Modellierung von Schaden werden Ansätze wie Miners Regel verwendet, obwohl reale Materialien komplexere Rissausbreitungen zeigen können.

Um die Ermüdungsresistenz zu erhöhen, werden gestalterische Maßnahmen zur Reduzierung von Spannungsgradienten, Oberflächenbehandlungen wie Shot Peening, Glätten oder Beschichtungen eingesetzt. Werkstoffe mit hoher Ermüdungsresistenz umfassen bestimmte Stähle, Titan- und Nickelbasislegierungen sowie Faserverbundwerkstoffe; auch durch Wärmebehandlung oder Konstruktionsoptimierung lassen sich Lebensdauer und Zuverlässigkeit steigern.

Anwendungsgebiete finden sich in der Luft- und Raumfahrt, Automobilindustrie, Windenergie, Maschinenbau sowie medizinischen Implantaten. In technischen Datenblättern wird häufig die Ermüdungsfestigkeit oder das Ermüdungsleben angegeben, um Designentscheidungen zu unterstützen und Lebensdauerabschätzungen zu ermöglichen.

Der Begriff leitet sich vom deutschen Ermüdungskonzept ab; Synonyme sind ermüdungsbeständig oder ermüdungsfest, wobei je nach Quelle feine Unterschiede in Bedeutung und Messung bestehen.

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