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Tests mit niedrigem Zyklus
Ein Ermüdungsversuch ist ein kontrolliertes und systematisches Verfahren, mit dem die inhärente Fähigkeit eines Werkstoffs, zyklischen Belastungen standzuhalten, bewertet wird. Diese wiederholten Beanspruchungen, oft in Form von Zug, Druck, Biegung, Torsion oder Kombinationen davon, können zu einer Schädigung des Materials oder sogar zu dessen Versagen führen, obwohl die aufgebrachten Lasten geringer sind als die Bruchfestigkeit des Materials.
Die Ergebnisse eines Ermüdungsversuchs liefern wichtige Informationen über die Haltbarkeit und Sicherheit von Materialien, die in kritischen Anwendungen eingesetzt werden, von Bauteilen für die Luft- und Raumfahrt bis hin zu Automobilteilen und im Hochbau.
Das Phänomen der Materialermüdung ist ein mechanischer Abbauprozess, der durch fortschreitende, örtlich begrenzte und dauerhafte strukturelle Veränderungen gekennzeichnet ist, wenn er schwankenden Spannungen und Dehnungen ausgesetzt ist. Dieses Phänomen, das häufig bei Werkstoffen beobachtet wird, die zyklischen Belastungen ausgesetzt sind, führt zu einem kritischen Punkt, an dem das Material Risse entwickeln oder schließlich versagen kann, auch wenn die aufgebrachten Lasten unterhalb der Bruchfestigkeit des Materials bleiben.
Im Zuge der Ermüdung kommt es zu einer plastischen Verformung der Werkstoffe, die sich als mikroplastische Verformung auf kleinstem Raum manifestieren kann. Wenn sich diese lokalen Verformungen unter Dauerbelastung akkumulieren, können sie zur Entwicklung makroskopischer Schäden führen und schließlich zum Bruch des Materials oder Bauteils führen.
Bei der Durchführung eines Ermüdungsversuchs wird eine Probe in eine Ermüdungsprüfmaschine eingespannt, die vorgegebene Spannung aufgebracht, bei Nulllast oder in entgegengesetzter Richtung entlastet und dieser Zyklus bis zum Ende der Prüfung wiederholt. Die Prüfung kann je nach den spezifischen Prüfparametern für eine bestimmte Anzahl von Zyklen oder bis zum Versagen der Probe durchgeführt werden.
Das Hauptziel eines Ermüdungsversuchs besteht in der Regel darin, die zu erwartende Lebensdauer eines Werkstoffs unter zyklischer Belastung zu ermitteln. Aber auch die Ermüdungsfestigkeit und die Rissbeständigkeit sind wichtige Parameter. Die Ermüdungslebensdauer bezieht sich auf die Gesamtzahl der Zyklen, denen ein Material unter einer einzigen Belastung standhalten kann. Ein Ermüdungsversuch ist auch nützlich, um die maximale Belastung zu bestimmen, die eine Probe für eine bestimmte Anzahl von Zyklen aushalten kann. All diese Eigenschaften sind in Bereichen, in denen die Materialien nicht konstanten, sondern schwankenden Kräften ausgesetzt sind, von immenser Bedeutung.
Vom Fahrgestell eines Formel-1-Autos bis hin zu Zahnimplantaten ist das Verständnis und die Prüfung der Ermüdung von entscheidender Bedeutung für die Konstruktion von Komponenten, die zyklischen Belastungen ausgesetzt sind. Ermüdungsversuche helfen, die Lebensdauer abzuschätzen und die Haltbarkeit von Bauteilen in Abhängigkeit von der Belastung zu bewerten, um die Zuverlässigkeit von Materialien in verschiedenen Anwendungen zu gewährleisten.
Tests mit niedrigem Zyklus
Tests mit hoher Zyklenzahl
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