vermoeingsslijtage

Vermoeiingsslijtage is een vorm van materiaalbeschadiging die ontstaat door herhaalde (cyclic) belasting. Bij frequente belastingwisselingen kunnen microscopische scheurtjes ontstaan en groeien in het materiaal. Vaak gaat dit gepaard met slijtage aan contactoppervlakken, waardoor het oppervlak materiaal verzwakt en de scheurgroei versneld kan raken. Het resultaat is een geleidelijke afname van de structurele integriteit en uiteindelijk falen van het onderdeel.

Mechanismen en factoren. Verliep van vermoeiingsslijtage begint met initiatie van microscheurtjes op plaatsen met spanningsconcentratie, zoals notches, oppervlakteruwheid of residuele spanningen. Vervolgens groeien deze scheurtjes onder continue belasting door mechanische herhaling. Slijtage op contactpunten kan materiaal verwijderen en beschadigde oppervlakken verschuiven, wat de scheurvorming bevordert. Invloedrijke factoren zijn de belastingamplitude en het gemiddelde belastingniveau, het aantal cycli, frequentie en omgeving (roest, warm of corrosieve omstandigheden), temperatuur, materiaaleigenschappen en oppervlakteafwerking (zoals gladheid of hardheid).

Beoordeling en levensduur. De levensduur bij vermoeiingsslijtage wordt vaak geanalyseerd met S-N-curves (vermoeiingskrommen) en schadeaccumulatie volgens Miner-regel. Fractografisch onderzoek helpt bij het identificeren van scheur- initiatiepunten en groeipatronen. Prestatie- en veiligheidsnormen kunnen worden toegepast bij kritieke onderdelen.

Preventie en ontwerp. Verminder spanningsconcentraties door continu ontwerp en geometrie, reduceer oppervlaktefouten, pas oppervlaktebehandeling en verhoging van harde oppervlakken toe. Beheersmaatregelen omvatten oppervlakteharding, coatings, smering, en het toepassen van warm- of koud peening om compressieve residuele spanningen te introduceren. Kies materialen met hogere vermoeiingssterkte en pas onderhouds- en inspectieprogramma’s toe.

Toepassingen. Vermoeiingsslijtage komt veel voor in tandwielen, lagers, cilinderkoppen en andere bewegende onderdelen onder herhaalde belasting, waar betrouwbaarheid cruciaal is.