Schadensakkumulationshypothesen zur Lebensdauervorhersage bei schwingender Beanspruchung. Teil 1. – Ein kritischer Überblick—

Die wechselnden Betriebsbeanspruchungen vieler Bauteile laufen mehr oder weniger regellos ab. Demgegenüber werden immer noch die meisten Schwingfestigkeitsdaten bei konstanten Spannungsamplituden ermittelt und können daher nicht direkt zur Lebensdauervorhersage dienen: Eine „Schadensakkumulationshypothese” ist notwendig. Nach einer Diskussion des Begriffs “Schädigung” werden die Anforderungen an eine solche Hypothese erörtert. Anschließend wird die in der Praxis fast ausschließlich verwendete Palmgren ‐ Miner ‐Hypothese mit ihren Vor‐ und Nachteilen besprochen und ihre Genauigkeit anhand einer großen Zahl von Blockprogrammversuchen überprüft: Der Mittelwert aller Schadenssummen liegt nahe 1,0, die Streuung ist allerdings sehr groß, d. h. die Zuverlässigkeit der Miner ‐Regel ist unbefriedigend. Von den vielen untersuchten Parametern, wie Formzahl, Werkstoff, Kollektivform, Bruchlastspielzahl und Beanspruchungsart, beeinflußt nur der letztere die Schadenssumme merklich. Bei Biegung liegt die Schadenssumme beträchtlich tiefer als bei Axialbeanspruchung und fast immer unter 1,0. Aus Einzelflugversuchen ergibt sich ebenfalls, daß die Miner ‐Regel meist auf der unsicheren Seite liegt. Wie gezeigt wird, erzielen modifizierte Schadensakkumulationshypothesen, die die Lastspiele unterhalb der Dauerfestigkeit einbeziehen, im allgemeinen keine Verbesserung gegenüber der Miner ‐Regel. Hypothesen, die die Eigenspannungen berücksichtigen, dürften dagegen am ehesten die Streuung der Schadenssummen verringern und wären damit zuverlässiger als die Miner ‐Regel. Zum Abschluß wird auf moderne Entwicklungen verwiesen: Wenn Ergebnisse aus Versuchen, die die Betriebsbeanspruchungen genau simulieren, vorliegen, dann läßt sich vermutlich die Lebensdauer bei anderen, ähnlichen Lastkollektiven wesentlich genauer berechnen als bisher, indem man die Miner ‐Regel nur als Transferfunktion benützt.