Answer
Ermüdungsversagen bei Wellenfedern beginnt typischerweise an den Innen- oder Außenkanten der Wellenberge, wo die Zugspannung am höchsten ist. Unter zyklischer Belastung muss der Spannungsbereich $\sigma_r = \sigma_{max} - \sigma_{min}$ anhand des modifizierten Goodman-Kriteriums bewertet werden. Wenn die berechnete Spannung $S = \frac{3 \cdot \pi \cdot P \cdot D_m}{4 \cdot b \cdot t^2 \cdot N^2}$ die Dauerfestigkeit des Materials überschreitet (z. B. etwa 30-40 % der Zugfestigkeit für 17-7PH), breiten sich Mikrorisse aus. Der Ausfall wird häufig durch Oberflächenfehler wie Grübchen oder Werkzeugspuren aus dem Wickelprozess beschleunigt. Um dies zu mildern, kann Kugelstrahlen angewendet werden, um Druckeigenspannungen auf der Oberfläche zu erzeugen, wodurch die mittlere Spannung effektiv nach unten verschoben und die Ermüdungslebensdauer von 10^5$ auf über 10^6$ Zyklen verlängert wird.
