Lebensdauer
Häufig sind Bauteile dynamischen Lasten ausgesetzt und es ist eine Aussage zur Dauerfestigkeit oder zur Lebensdauer gefordert.
Die dynamische Last kann viele Ausprägungen haben:
- Zahnräder: Biegespannung im Zahnfuss
- Roboter und Handhabungsgeräte: eine Nutzlast wird aufgenommen, beschleunigt und wieder abgesetzt
- Fahrzeuge: schwellende Radlasten durch Bodenunebenheiten
Für viele Stähle sind Dauerfestigkeitsschaubilder verfügbar. Abhängig von der Mittelspannung lässt sich die zulässige Spannungsamplitude ablesen. Beanspruchungsarten: statisch, dynamisch schwellend, dynamisch wechselnd.
Im Schienenfahrzeugbau werden ähnliche Diagramme verwendet, die insbesondere auch Kerbfall-Linien für geschweißte Bauteile enthalten. Konstruktive Details, die verschiedenste Schweißnahtausführungen abbilden, dienen als Referenz für die Auswahl einer geeigneten Kerbfall-Line A, AB, B, ... F1, F2.
Für eine genauere Lebensdaueranalyse werden Spannungen abhängig von der Lastspielzahl in einem Wöhler-Diagramm betrachtet. Nach Wöhler ist die ertragbare Spannung umso größer, je kleiner die Lastspielzahl ist. In einem doppelt-logarithmischen Diagramm lässt sich der Zusammenhang als Gerade darstellen.
In verschiedenen Normen und Richtlinien sind Wöhlerkurven, bzw. Steigungsparameter für die Geraden beschrieben. Teilweise werden Kurven aus mehreren Geraden mit unterschiedlicher Steigung zusammengesetzt.
Ausgehend von einer Referenz-Lastspielzahl (typischerweise 2-5 Mio.) können Spannungen auf eine geforderte Lastspielzahl umgerechnet werden.
