Ermüdungsprüfung

Die Ermüdungsprüfung ist eine Methode zur Bestimmung des Verhaltens von Materialien unter schwankenden Belastungen. Beim Testen wird eine bestimmte Durchschnittslast (die Null sein kann) und eine Wechsellast auf eine Probe ausgeübt und die Anzahl der Zyklen aufgezeichnet, die erforderlich sind, um zum Versagen (Ermüdung) zu führen. Im Allgemeinen wird dieser Test mit denselben Proben und verschiedenen schwankenden Belastungen wiederholt. Belastungen können axial, torsional oder auf Biegung ausgeübt werden. Abhängig von der Amplitude der durchschnittlichen und zyklischen Belastung kann die Nettospannung in der Probe während des gesamten Belastungszyklus in eine Richtung oder in die entgegengesetzte Richtung wirken.

Daten aus Ermüdungstests werden im Allgemeinen in einem Diagramm dargestellt, das ein Diagramm der Anzahl der Zyklen darstellt, die erforderlich sind, um einen Ausfall (Ermüdung) in einer Probe zu verursachen, im Verhältnis zur Amplitude der entwickelten zyklischen Spannung. Die dargestellte zyklische Spannung kann eine Spannungsamplitude, eine maximale Spannung oder eine minimale Spannung sein. Jede Kurve im Diagramm stellt eine konstante Durchschnittsspannung dar.

Die meisten Ermüdungstests werden an Biege-, Rotationsbalken- oder Vibrationsmaschinen durchgeführt.

Bei diesen Tests wird die von der American Testing and Materials Organization (ASTM) entwickelte Standardtestmethode für Biegeermüdung von Kunststoffen mit ASTM D671 Force Constant Amplitude befolgt. Diese Norm befasst sich mit der Bestimmung der Auswirkung wiederholter Biegespannungen gleicher Größe auf Kunststoffe mit Prüfmaschinen mit festem Ausleger, die so ausgelegt sind, dass sie bei jedem Zyklus eine Kraft mit konstanter Amplitude auf den Prüfling erzeugen.

Das in dieser Norm beschriebene Prüfverfahren soll die zyklische Biegebeanspruchung bestimmen, der ein Material über eine bestimmte Anzahl von Zyklen standhalten kann. Dieser Test misst die Fähigkeit eines Materials, zyklischen Belastungen standzuhalten. Der Prüfling wird als Kragarm gelagert und an einem Ende einer Wechselkraft ausgesetzt.

Ein weiterer ASTM-Standard, der auf Ermüdungstests basiert, ist der Leitfaden für Ermüdungstests ASTM-STP-91-A und die statistische Analyse von Ermüdungsdaten.

Viele Ermüdungstestmethoden werden an Biege-, Rotationsbalken- oder Vibrationsmaschinen durchgeführt. Das Schließen und Wachstumsverhalten von Ermüdungsrissen unter zufälliger Belastung wird durch die Durchführung verschiedener zufälliger Belastungstests untersucht.

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