Wöhler-Linie

Die Wöhlerlinie ist ein Begriff aus dem Bereich der Werkstofftechnik. Ihre Anwendung findet sich in der Betriebsfestigkeit, einem Gebiet aus dem Bereich des Maschinenbaus. Sie ist benannt nach August Wöhler der zwischen 1858 und 1870 die ersten methodischen Schwingfestigkeitsversuche durchgeführt hat (Königlich Niederschlesische-Märkische Eisenbahn Frankfurt/Oder).

Üblicherweise wird im Wöhlerdiagramm die Nennspannungsamplitude S_a über der ertragbaren Schwingspielzahl aufgetragen. Man sieht dann im Diagramm:

• den Kurzzeitschwingfestigkeitsbereich K (auch LCF = Low-Cycle-Fatigue) unterhalb von 5*10⁴ Schwingspielen,

• den Zeitschwingfestigkeitsbereich Z zwischen 5*10⁴ und etwa 5*10⁵ Schwingspielen

• und den Bereich der Dauerfestigkeit D jenseits von 5*10⁵ bis 10⁷ Schwingspielen.

Unterhalb der Dauerfestigkeit S_aD kann ein Bauteil prinzipiell beliebig viele Schwingspiele ertragen (abhängig vom Werkstoff, einige Materialien, z.B. Aluminium, besitzen keine ausgeprägte Dauerfestigkeit).

Belastungen oberhalb der Dauerfestigkeit bewirken ein Versagen des Bauteils nach einer bestimmten Zahl an Schwingspielen. Die Zahl der ertragenen Schwingspiele bis zum Bauteilausfall kann im Rahmen statistischer Genauigkeit mit Hilfe der Wöhlerlinie vorrausgesagt werden. Dazu verwendet man die Methoden der linearen Schadensakkumulation nach Palmgren, Langer und Miner. Man spricht hierbei von betriebsfester Bemessung eines Bauteils. Betriebsfestigkeit wird heute in nahezu allen Bereichen der Technik zum Zweck des Leichtbaus eingesetzt.