Der Ermüdungsbruch ist eine der Hauptbruchformen von Metallbauteilen. Seit der Veröffentlichung von Wöhlers klassischer Ermüdungsarbeit wurden die Ermüdungseigenschaften verschiedener Materialien bei Tests unter verschiedenen Belastungen und Umgebungsbedingungen vollständig untersucht. Obwohl die meisten Ingenieure und Konstrukteure Ermüdungsprobleme bemerkt haben und eine große Menge experimenteller Daten gesammelt wurde, gibt es immer noch viele Geräte und Maschinen, die unter Ermüdungsbrüchen leiden.
Es gibt viele Formen des Ermüdungsbruchversagens mechanischer Teile:
*Je nach den verschiedenen Formen der Wechselbelastung kann sie unterteilt werden in: Zug- und Druckermüdung, Biegeermüdung, Torsionsermüdung, Kontaktermüdung, Vibrationsermüdung usw.;
*Je nach der Größe der gesamten Ermüdungsbruchzyklen (Nf) kann diese unterteilt werden in: Ermüdung bei hoher Lastspielzahl (Nf > 10⁵) und Ermüdung bei niedriger Lastspielzahl (Nf < 10⁴);
*Je nach den Temperatur- und Mediumsbedingungen der im Einsatz befindlichen Teile kann diese unterteilt werden in: mechanische Ermüdung (normale Temperatur, Ermüdung in der Luft), Ermüdung bei hohen Temperaturen, Ermüdung bei niedrigen Temperaturen, Ermüdung durch Kälte und Hitze sowie Korrosionsermüdung.
Es gibt jedoch nur zwei Grundformen, nämlich Scherermüdung durch Scherbeanspruchung und normale Bruchermüdung durch Normalbeanspruchung. Andere Formen des Ermüdungsbruchs sind die Kombination dieser beiden Grundformen unter unterschiedlichen Bedingungen.
Bei den Brüchen vieler Wellenteile handelt es sich meist um Rotationsbiegeermüdungsbrüche. Bei einem Rotationsbiege-Ermüdungsbruch erscheint der Bereich der Ermüdungsquelle im Allgemeinen auf der Oberfläche, es gibt jedoch keinen festen Ort und die Anzahl der Ermüdungsquellen kann eine oder mehrere betragen. Die relativen Positionen der Ermüdungsquellenzone und der letzten Bruchzone sind im Allgemeinen immer um einen Winkel relativ zur Drehrichtung der Welle umgekehrt. Daraus kann aus der relativen Lage des Ermüdungsquellenbereichs und des letzten Bruchbereichs auf die Drehrichtung der Welle geschlossen werden.
Wenn auf der Oberfläche der Welle eine große Spannungskonzentration vorliegt, können mehrere Ermüdungsquellenbereiche auftreten. An diesem Punkt wird sich die letzte Bruchzone in das Innere des Schachts verlagern.
