Vermoeiingsbestendigheid

Vermoeiingsbestendigheid is het vermogen van een materiaal, onderdeel of constructie om herhaalde belastingwisselingen te weerstaan zonder faal door vermoeiding. Bij wisselende spanning of spanningscycli kunnen microfouten in het materiaal zich ontwikkelen tot scheuren, die onder voortgezette belasting tot verlies van sterkte en uiteindelijk tot falen kunnen leiden. Vermoeiingsbestendigheid is daarom een belangrijke eigenschap bij ontwerp en materiaalkeuze, vooral voor toepassingen met herhaalde of oscillerende belastingen.

In de praktijk wordt vermoeiingsbestendigheid vaak onderzocht met S-N-curves (Wöhler-curves), die de relatie tonen tussen de spanning die aan een materiaal wordt opgelegd en het aantal cycli tot falen. Materialen kunnen, afhankelijk van temperatuur en omgeving, een vermoeiingslimiet of endure-limiet vertonen. Tot de factoren die de vermoeiingsweerstand beïnvloeden behoren de microstructuur, korrelgrootte, inclusies, en de aanwezigheid van defecten; oppervlakafwerking en spanningsconcentraties (bijvoorbeeld door bochten of nietjes) spelen een grote rol. Ook residuele spanningen, temperatuur en corrosieve omgevingen kunnen de vermoeiingsweerstand verlagen.

Testmethoden voor vermoeiingsbestendigheid omvatten axiale en torsieve tests, roterende buiging en andere cyclic loading-proeven, waarmee men S-N-curves en faalpunten kan vaststellen. In ontwerppraktijk wordt rekening gehouden met factoren zoals missluiting van spanningen, oppervlaktebehandeling (bijv. peening), geometrische optimalisatie en materiaalkeuze om vermoeiing te weerstaan.

Toepassingsgebieden omvatten de luchtvaart, automobielindustrie, werktuigmachines en structuren waar langdurige belasting en betrouwbaarheid cruciaal zijn. Vermoeiingsbestendigheid blijft een termen die persistente aandacht vereist bij materiaalkeuze en productontwikkeling.