Kriterien des Betriebsfestigkeitsnachweises für die Festlegung der Versuchslaufzeit bei der Substitution von Stahl- durch Aluminiumbauteile am Beispiel von Nutzfahrzeugrädern

Der experimentelle Nachweis der Betriebsfestigkeit von Sicherheitsbauteilen stützt sich auf eine schädigungsäquivalente Reduzierung des Bemessungskollektives auf ein Versuchskollektiv mit verkürztem Umfang unter Berücksichtigung statistisch begründeter Sicherheitsfaktoren. Historisch bedingt, wurden entsprechende Versuchskollektive zunächst für Bauteile aus Stahl anhand von Wöhlerlinien für Stahl, durch Anwendung der Palmgren-Miner Regel mit der Modifikation nach Haibach, vorgenommen. Bei der späteren Einführung von Aluminiumbauteilen stellte sich allerdings die Frage, ob der für Stahlbauteile entwickelte Sicherheitsnachweis ohne Änderung übernommen werden kann. Bedingt durch die gegenüber Stahl unterschiedlichen Neigungen der Wöhlerlinien vor und nach dem Abknickpunkt, ergeben die für Stahlbauteile abgeleiteten Versuchskollektive bei Aluminiumbauteilen eine geringere Schädigung im Vergleich zum Bemessungskollektiv. Aus diesem Grund muss, bei Verwendung eines für Stahlbauteile entwickelten Versuchskollektives oder einer Erprobungsstrecke, der geringeren Schädigung bei Aluminiumbauteilen mit einer Erhöhung der Versuchslaufzeit begegnet werden. Am Beispiel von Nutzfahrzeugrädern aus Stahl und Aluminium mit vergleichbaren höchstbeanspruchten Stellen werden die werkstoffbedingten Sachverhalte im Hinblick auf die Versuchslaufzeit für Aluminiumbauteile dargestellt.