Betriebsfestigkeitsnachweis

Ein Betriebsfestigkeitsnachweis ist bei der Entwicklung von Anlagen, Maschinen, einzelnen Bauteilen und ihren Verbindungen erforderlich.

Durch ihn soll nachgewiesen werden, dass die Bauteile oder Baugruppen während ihrer berechneten Lebensdauer im Dauerbetrieb sicher und funktionsfähig bleiben. Einbezogen werden in den Nachweis statische, dynamische und zufällig auftretende Belastungen. Die dynamischen Belastungen können dabei periodisch oder schlagartig sein. Berücksichtigt werden auch Umgebungseinflüsse (Temperatur, Feuchtigkeit, korrosive Medien, Strahlung usw.).

Nachgewiesen werden muss, dass Maschinen und Anlagen der Belastung in jeder Situation, also auch bei sogenannten Sonderereignissen, gewachsen sind.

Die Betriebsfestigkeit definiert sich aus dem Verhalten gegenüber:

• Kriechbelastungen (etwa Turbinen bei hoher Temperatur)
• Verschleiß bei Reibpaarungen (Zahnräder, Eisenbahnschienen und Eisenbahnräder)
• Sonderbelastungen (Beulen, Knicken, Schlag wie z. B. Impact-Belastung auf Fahrzeuge beim Durchfahren von Schlaglöchern)
• Schwingbelastungen, darunter zyklische mit konstanter (Wöhlerlinie) oder variabler (Gaßnerlinie) Amplitude, um die Dauerfestigkeit (etwa bei Kurbelwellen, Pleueln), die Zeitfestigkeit (u. a. bei Türscharnieren) oder die Kurzzeitschwingfestigkeit (etwa bei Reaktordruckbehältern) festzustellen

应力疲劳试验

开发设备、机械装置、各种构件和相关连接件时，需要进行应力疲劳试验 。

它的目的是：确保构件或组件在使用寿命内能够正常安全地连续工作。试验包括施加静态、动态和随机载荷。施加的动态载荷可以是周期性的或冲击性的载荷。还要考虑环境影响（温度、湿度、腐蚀性介质、辐射等）。

需要证明设备和机械装置能够承受任何情况下的载荷，包括异常情况。

应力作用下的强度（有时被称为工程强度）根据材料对下列影响的行为来确定：

蠕变应力（如高温下的涡轮机）

摩擦副间的磨损（如齿轮、轨道和轨道轮）

特殊载荷（如车辆行驶过坑洼时产生凹痕、弯折、冲击）

振动（疲劳）载荷，包括恒定振幅（沃勒曲线）或变化振幅（加斯纳曲线）的循环振动载荷，以此确定材料的疲劳极限（如曲轴、连杆）、有限寿命疲劳强度（如门铰链等）或低周疲劳强度（如反应堆压力容器等物）

Prueba de fatiga bajo esfuerzos operativos

Se requiere de una prueba de fatiga bajo esfuerzos operativos cuando se desarrollan componentes individuales, maquinarias, plantas y las conexiones asociadas.

Tiene el propósito de confirmar que los componentes o conjuntos seguirán trabajando de manera correcta y segura en la operación continua a lo largo de su vida útil calculada. Las cargas estáticas, dinámicas y aleatorias se incluyen en la prueba. Las cargas dinámicas pueden ser cargas periódicas o de impacto. También se toman en cuenta las influencias ambientales (temperatura, humedad, medios corrosivos, radiación, etc.).

Las pruebas deben determinar que la planta y las maquinarias puedan soportar las cargas en cualquier situación, incluso ante eventos excepcionales.

La resistencia bajo esfuerzos operativos (a veces referida como resistencia ingenieril) se define basada en el comportamiento frente a frente.

Esfuerzos de fluencia (por ejemplo, turbinas a altas temperaturas)

Desgaste en el caso de parejas de fricción (engranes, rieles y ruedas de ferrocarril)

Cargas especiales (abolladura, pandeo, impactos, por ejemplo en vehículos cuando pasan sobre baches)

Cargas por vibración (fatiga), incluso las cíclicas con amplitud constante (curva de Wöhler) o variable (curva de Gassner) para determinar el límite de fatiga (por ejemplo, para cigüeñales, bielas), la resistencia a la fatiga de vida finita (para bisagras de puertas, etc.) o la fatiga de ciclo bajo (para artículos como los recipientes a presión de un reactor).