Materialermüdung

Der Begriff Materialermüdung bezeichnet einen Prozess, in dem Materialien und Werkstoffe im Laufe der Zeit ihre ursprünglichen Eigenschaften verlieren. Dieser Verlust ist das Resultat eines Alterungsprozesses, der metaphorisch den physiologischen Vorgang von Erschöpfung und dem körperlichen Bedürfnis nach Schlaf verdeutlicht.

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Der Prozess betrifft natürliche Materialien ebenso wie künstliche Stoffe, die Bandbreite reicht von Rohstoffen wie Stein, Holz, Metall und Metall-Legierungen wie Stahl über Beton, Glas, Keramik bis zu Kunststoffen, Beschichtungen, Klebstoffen und Kompositmaterialien. Je nach Eigenart eines Stoffes kann Materialermüdung zu plastischer Verformung, Rissen, Bruch, Sprödigkeit, Überdehnung, Verfärbung oder kompletter Auflösung führen.

Materialermüdung kann durch verschiedene Faktoren und deren Kombination verursacht werden wie beispielsweise:

• Mechanische Abnutzung durch intensiven Dauergebrauch, das berüchtigte „Türenknallen“
• Thermische Beanspruchung durch Schwankungen von Temperatur und Feuchtigkeit, Belastung durch UV-Strahlen, Erhitzung durch zu starke Sonneneinstrahlung, Starkregen und Dauerfrost
• Biologisch-natürlicher Zerfall bei organischer Substanz, insbesondere bei Textilien wie Seide und Wolle bei Vorhängen
• Statische Ermüdung durch Überbeanspruchung, unzureichende Dimensionierung, Störungen wie Vibrationen, ungeplante oder unbeabsichtigte Änderungen bei Lasten
• Tribologische Auswirkungen, prinzipiell durch Reibung als wechselwirkende Berührung und Abrieb wie bei Beschlägen ohne Gleitmittel
• Schadhafte Herstellung wie Verunreinigungen und Fehlen von Komponenten im Fertigungsprozess
• Fehlerhafte Konstruktion und Detaillierung beispielsweise durch chemisch wie bauphysikalisch ungeeignete Materialkombinationen
• Folgen von Gewalteinwirkung durch kriegerische Konflikte wie Perforierung durch Geschosse, Granatsplitter, Druckwellen
• Folgen aufgrund mutwilliger Beschädigung wie Vandalismus

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Die Angaben zur Lebensdauer von Materialien und deren Funktionsfähigkeit basieren auf Wahrscheinlichkeiten, die aus Erfahrungen, Vergleichen, Experimenten, Simulationen und Hochrechnungen resultieren. Sie sind somit Näherungswerte und keinesfalls absolute Gewissheiten. Regelmäßige Wartungen und Kontrollen wie Sichtungen, Messungen, gegebenenfalls mit Ultraschall und Röntgenstrahlen, verbunden mit Berechnungen, können Aufschluss über Art und Grad einer Materialermüdung geben. Nur so lassen sich Diagnosen und folglich Strategien zur Reduzierung weiterer Schäden aufzeigen. -sj

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