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Ermüdungsversuch

Materialermüdung unter zyklischer Belastung

Beim Ermüdungsversuch wird die Materialermüdung durch eine zyklische Belastung mit entsprechender Prüffrequenz hervorgerufen. Dabei kann es sich sowohl um Schwelllastversuche im Zug- oder Druckbereich als auch um Wechsellastversuche mit Zug- und Druckanteilen handeln.

Das Versagen des Materials im Ermüdungsversuch erfolgt oftmals weit unterhalb der statischen Festigkeitsgrenzen.

Die Ergebnisse aus dem Ermüdungsversuch werden häufig als Spannungs-Lastwechseldiagramme dargestellt. Dabei wird die Anzahl der Zyklen bis zum Probenbruch gegen die Amplitude der zyklischen Spannungen aufgetragen.

Ermüdungsprüfungen werden einerseits zur Kennwert-Ermittlung und andererseits zur Lebensdauer-Prüfung verwendet.

Materialermüdung

Als Materialermüdung wird die Schädigung oder das Versagen eines Werkstoffs oder Bauteils unter zeitlich veränderlicher, häufig wiederholter Beanspruchung verstanden. 

Ausgelöst wird die Materialermüdung durch eine plastische Verformung, die in ihrer kleinsten Form als mikroplastische Verformung bezeichnet wird. Diese Schädigung kann durch weitere Belastung wachsen (Risswachstum), bis sie schließlich zum endgültigen Versagen des Materials oder Bauteils führt.

Die Untersuchung vieler Schadensfälle führte zu folgenden Erkenntnissen:

  • Es versagen Bauteile plötzlich, die schon länger ohne Probleme im Einsatz waren.
  • Das Versagen ist nicht auf Grund einer einzelnen Überlast erfolgt.
  • Das Versagen erfolgt weit unterhalb der statischen Festigkeitsgrenzen.
  • Die Belastung ist zeitlich veränderlich und sich häufig wiederholend.

Zyklisch belastete Bauteile haben deshalb nur eine begrenzte Lebensdauer. Deshalb werden an kritischen Bauteilen vor dem Einsatz eine Lebensdauerbewertung, Lebensdauerberechnung oder Ermüdungsversuche durchführen, die eine Abschätzung der Haltbarkeit des Bauteils zulassen (Ermittlung der Betriebsfestigkeit).

Prüfmaschinen für Ermüdungsversuche

Wir verwenden unterschiedliche physikalische Antriebsprinzipien für unsere dynamischen Prüfmaschinen. Jedes Verfahren hat seine eigenen Vorteile und  spezifischen Anwendungsbereiche. So finden wir für jede Anforderung der Materialermüdung genau die richtige Lösung.

Weitere Versuche

Zugversuch

Zugversuch

Der Zugversuch dient der Charakterisierung des Festigkeits- und Verformungsverhaltens bei Zugbeanspruchung.
zu Zugversuch
Schlagversuch

Schlagprüfung

Schlagprüfungen sind Kurzzeitprüfungen, die Auskunft über das Versagensverhalten von Werkstoffen oder Bauteilen geben.
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Fallversuch

Fallversuch

Der Fallversuch ist ein mechanischer Versuch, bei dem ein definiertes Gewicht aus einer definierten Höhe auf eine Probe fällt.
zu Fallversuch
Zugversuch

Schnellzerreissversuch

Bei einem Schnellzerreißversuch (auch Hochgeschwindigkeitsversuch) werden Zugversuche an Flachproben mit besonders hohen Belastungsgeschwindigkeiten von bis zu 20 m/s durchgeführt.
zu Schnellzerreissversuch
Härteprüfung

Härteprüfung

Bei der Härteprüfung wird der Widerstand gemessen, den ein Körper dem Eindringen eines anderen (härteren) Körpers entgegensetzt.
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Zug-Druck-Torsion-Prüfung

Biaxiale Prüfung

Bei der biaxialen Prüfung wird eine Probe - im Gegensatz zum einaxialen Zugversuch - über zwei Kraftachsen belastet.
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