ermüdungsarmer

Ermüdungsarm ist ein in der Technik verwendeter Begriff zur Beschreibung von Materialien, Bauteilen oder Gestaltungsansätzen, die eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen Ermüdungsbruch bei zyklischer Beanspruchung aufweisen. Ermüdung ist ein schleichender Schaden, der durch wiederholte oder wechselnde Lasten entsteht und selbst bei Spannungen unter der statischen Festigkeit zu Rissbildung und Versagen führen kann. Ein ermüdungsarmes Material zeigt typischerweise eine hohe Ermüdungsgrenze oder eine lange Lebensdauer unter den in der Praxis vorkommenden Spannungsamplituden. Die Ausprägung hängt von Mikrostruktur, Wärme behandling, Oberflächenzustand, Temperatur und dem Lastspektrum ab.

Zur Erhöhung der Ermüdungslebensdauer tragen Maßnahmen wie eine feine, gleichmäßige Gefügeentwicklung, zähe Werkstoffe, Oberflächenbehandlungen (Glätten, Kugelstrahlen, harte Beschichtungen) zur Einführung von Restkompression, und das Vermeiden von scharfen Kerben bei. Eine sorgfältige Gestaltung umfasst die Vermeidung von Spannungskonzentratoren, großzügige Kerbradien, glatte Oberflächen, passende Passungen sowie geeignete Schmierung und Temperaturkontrolle. Die Bewertung erfolgt meist über S-N-Kurven (Wöhlerkurven), Lebensdauerberechnungen unter konkreten Lastspektren; bei Materialien mit klarer Ermüdungsgrenze ist oft eine bestimmte Spannungsgrenze als Grenze vorgesehen. Manche Werkstoffe besitzen keine deutliche Ermüdungsgrenze, wodurch Lebensdauer- oder Risswachstumsmodelle in der Auslegung notwendig sind.

Anwendungsgebiete finden sich in der Luft- und Raumfahrt, Automobilindustrie, Turbinen, Getrieben und Strukturbauteilen, in denen zyklische Beanspruchungen dominieren. Umweltfaktoren wie Korrosion können Ermüdung beschleunigen (Korrosionsermüdung).