scheurlevensduur

Scheurlevensduur is een begrip uit de materiaalkunde en betrouwbaarheidstechniek dat verwijst naar de verwachte tijd of het aantal benodigde belastingcycli totdat een scheur in een materiaal of constructie een kritische grootte bereikt en tot falen leidt onder cyclische belasting. Het kan gaan om de totale vermoeidheidslevensduur, bestaande uit initiatieleven (tijd tot een scheur begint) en propagatieleven (tijd tot de scheur groeit tot de kritieke maat). In veel toepassingen wordt de scheurlevensduur apart bekeken als de duurtijd totdat een scheur de voorkeursgrens overschrijdt en het functionele doel niet langer wordt gehaald.

Bij de beoordeling van scheurlevensduur komen veelal twee benaderingen samen: vuistregels uit de vermoeiingsleer en mechanische fractie­mechanica. Operationeel wordt vaak gebruikgemaakt van S-N-curves (spanning-levensduur) en damage-accumulatiemethoden zoals Miner’s rule, of van fraktie-mechanische benaderingen waarbij de groeisnelheid van een scheur da/dN afhankelijk is van de spanningsintensiteit factor DeltaK (bijvoorbeeld volgens Paris’ wet). Door een kritisch scheuromtrekpunt a_c af te leiden uit de materiaalfractuur­trositeit (K_IC) kan men de benodigde scheurgroei berekenen en zo de benodigde cycli of tijd bepalen. Niet-destructieve testen en monitoring kunnen worden toegepast om scheurvorming in bedrijfsomstandigheden op te sporen en de werkelijke scheurlevensduur bij te stellen.

Factoren die de scheurlevensduur beïnvloeden zijn materiaalcohesie, legeringseigenschappen, omgeving (corrosie, temperatuur), geometrie en oppervlakteafwerking, spanningsconcentraties, residuele spanningen en het belastingsprofiel (duur, frequentie en mean-stress). De bepaling blijft onzeker door variabiliteit in materialen en omstandigheden, waardoor meestal conservatieve schattingen worden gebruikt in ontwerp en onderhoudsplanning.