Progressiver und lokalisierter Strukturschaden, der sich unter zyklischer Belastung anhäuft, Risse an Spannungskonzentratoren initiiert und Rissfortschritt durch wiederholte Lastzyklen ermöglicht, bis es zur endgültigen Bruch kommt.

Prinzip

Wiederholte Spannungsumschläge oder -schwankungen erzeugen Mikroplastizität an hochbeanspruchten Stellen, wodurch kleine Risse entstehen, die unter zyklischer Spannungsintensität inkrementell wachsen (oft empirisch durch S-N-Kurven und Risswachstumsmodelle wie das Paris-Gesetz beschrieben) bis ein verbleibender Steg die Last nicht mehr tragen kann und zum Überschlagbruch führt.

Demonstration

Illustratives Szenario: eine rotierende Welle erfährt Millionen von Zyklen geringer Amplitude; ein Oberflächenfehler an einer Radienstelle initiiert einen Riss, der langsam wächst und Anlaufringe zeigt, dann tritt ein plötzlicher katastrophaler Bruch auf, wenn der Restquerschnitt versagt. Unsicherheit: Umweltfaktoren (Korrosionsermüdung), Mittelspannung und mehrachsige Belastungen erschweren die Lebensdauerprognose.

Fehlanwendung

Einmalige Überlastung als Ermüdung zu bezeichnen oder eine durch Korrosion inducierte allgemeine Dünnerung ohne Nachweis zyklisch getriebener Rissbildung und -ausbreitung der Ermüdung zuzuschreiben.

Konsequenz

Ermüdung führt zu vorhersehbaren (aber bedingten) Lebensdauern, die oft durch Entfernen von Spannungskonzentratoren, Reduzieren der Zyklusamplitude, Neugestaltung der Geometrie, Anwendung von Oberflächenbehandlungen oder durch geplante Inspektionen auf Basis von S-N-Daten verlängert werden können.

Umkehrung

Monotone Überlastfraktur, Kriechversagen unter andauernder Last bei hoher Temperatur oder umweltbedingte SCC sind Gegenbeispiele, bei denen Zyklizität nicht der dominierende Treiber ist.

Abgrenzung

Gilt, wenn zyklische (umkehrende oder schwankende) Spannungen der dominierende Schädigungstreiber sind; schließt statisches Kriechen, reine Korrosionsdünnung ohne zyklisch getriebene Risse und sofortige Überlastungen aus, sofern kein vorheriger zyklischer Schaden nachgewiesen ist.

Semantische Spannung

Steht in engem Bezug zu Korrosionsermüdung und zu mechanisch unterstützter SCC: die Spannung liegt zwischen der mechanischen Zyklizität als Haupttreiber und chemischen/umweltbedingten Faktoren, die das Risswachstum beschleunigen können.

Synthese

Ermüdungsbruch ist der lebensdauerbegrenzende, zyklusabhängige Prozess, durch den Spannungskonzentratoren unter wiederholter Belastung Risse initiieren und inkrementellen Rissfortschritt bis zur Versagen des Restquerschnitts erlauben; Gegenmaßnahmen zielen auf Reduktion zyklischer Spannungen, bessere Detailkonstruktion und zustandsabhängige Inspektion ab.