Einfluss variabler Amplitudenbelastungen auf die Rissinitiierung und das Risswachstum im Bereich sehr hoher Lastwechselzahlen

Eine Vielzahl von technischen Systemen und Anlagen sind für sehr lange Betriebszeiten ausgelegt, wie beispielsweise Windkraftanlagen und Hochgeschwindigkeitszüge, oder weisen hohe Belastungsfrequenzen auf, wie z.B. Helikopterrotoren oder Kraftwerksturbinen. Daraus ergibt sich eine sehr hohe Anzahl (N > 107) von Belastungszyklen für einzelne Bauteile dieser Systeme. Auch bei derart hohen Lastwechselzahlen ist zu gewährleisten, dass es während der Einsatzzeit zu keinem Versagen sicherheitsrelevanter Bauteile kommt und Schäden an Mensch und Umwelt vermieden werden.

Im Bereich sehr hoher Lastwechselzahlen können auch Schwingungsamplituden unterhalb der Dauerfestigkeit zur Schädigung beitragen und damit bei vermeintlich dauerfester Auslegung zum Versagen des Bauteils führen. Deshalb sollte insbesondere der Einfluss von Betriebslasten im Bereich sehr hoher Lastwechselzahlen bei der Auslegung von Bauteilen in den Fokus rücken.

In dieser Arbeit wurden Untersuchungen an dem vergüteten Stahl 34CrNiMo6 im Bereich sehr hoher Lastwechselzahlen (VHCF) durchgeführt. Ziel der Untersuchungen war es, sowohl Erkenntnisse über den Einfluss variabler Amplitudenbelastungen auf die Phase der Rissinitiierung und des Rissfortschritts zu erlangen, als auch die Validität bestehender Lebensdauerkonzepte für den VHCF-Bereich zu überprüfen und ggf. bestehende Konzepte zu erweitern oder zu modifizieren.