Gestaltfestigkeit und Bauteiloptimierung

Die Dauerschwingfestigkeit eines Bauteils kann durch Form und Fertigung beeinflusst werden. Durch Kerbwirkung kommt es zu örtlichen Spannungskonzentrationen wodurch die Dauerschwingfestigkeit unter Umständen beträchtlich herabgesetzt wird.

Solche Einflussfaktoren sind beispielsweise:

• Kerbwirkung durch Oberflächenrauhigkeit oder Korrosion
• der Werkstoff selbst, z.B. wirkt Lamellengraphit im Grauguss wie eine Kerbe
• Fertigungsfehler, Rattermarken auf der Oberfläche oder Lunker im Bauteilinneren und Heißrisse beim Guss können einen Kerbeffekt hervorrufen
• die Art des Fügeverfahrens, wie z. B. Nietstellen oder Schweißnähte führen zu einer erhöhten Spannungskonzentration an kritischen Stellen
• die Geometrie des Bauteils bezüglich des Kraftflusses und der Übergangsform von plötzlichen Querschnittsänderungen

Durch eine Optimierung mithilfe numerischer und experimenteller Spannungs- und Verformungsanalysen können Kerbeffekte umgangen oder zumindest reduziert bzw. berücksichtigt werden.