Fatigueresistenthet

Fatigueresistenthet is het vermogen van een materiaal of constructie om herhaalde of wisselende belastingcycli te doorstaan zonder te faalen door scheuring. In de materiaalkunde wordt doorgaans een onderscheid gemaakt tussen fatigue life (het verwachte aantal cycli tot faal bij een gegeven spanning) en fatigue strength (de maximale spanningsamplitude die bij een bepaalde levensduur kan worden doorstaan). Voor sommige materialen bestaat een endurance limit: onder een bepaalde spanningsamplitude kan menoneindig lang functioneren; bij andere materialen is geen echte limiet aanwezig en geldt een afnemende levensduur naarmate de spanning toeneemt.

Mechanismen en testen: Fouten ontstaan meestal door initiatie van microscheurtjes die uit defecten, oppervlakteonvolkomenheden en korrelgrenzen voortkomen, gevolgd door voortplanting. De snelheid van scheurvorming kan worden beschreven met modellen zoals de Paris-law. S-N-curves geven de relatie tussen spanningsamplitude en het aantal cycli tot faal. Bij lage cyclische belastingen spelen soms andere benaderingen een rol en wordt ook rekening gehouden met omgeving en temperatuur.

Invloedrijke factoren en toepassingen: Fatigueresistenthet wordt beïnvloed door microstructuur (korrelgrootte en fasenverdeling), oppervlaktekwaliteit, residuële spanningen, omgeving (corrosie, temperatuur) en het patroon van belasting en notches. Tests voor fatigueresistenthet omvatten spanning-amplitude tot faal, endurance-limieten en fractuurmechanica-methoden. Ontwerpen streven naar minder stressconcentraties en worden ondersteund door oppervlaktebehandelingen (bijv. shot peening), coatings en warmtebehandeling om de levensduur onder wisselende belasting te verhogen. Fatigueresistenthet is van cruciaal belang in sectoren zoals luchtvaart, automotive en constructie, waar veiligheid en betrouwbaarheid hangen aan lange levensduren onder repetitieve belasting.