Answer
Der primäre Versagensmechanismus ist ein Ermüdungsbruch, der durch Zugspannungen an den Wellenbergen und -tälern ausgelöst wird. Bei Hochfrequenzanwendungen kommt es zu „Wellenkollisionen“ oder dynamischen Stößen, wenn sich die Betriebsfrequenz der Eigenfrequenz der Feder nähert $\nu = \frac{1}{2 \pi} \sqrt{\frac{k g}{W}}$. Dies führt zu örtlicher Überbeanspruchung. Bei der Analyse ausgefallener Federn werden häufig „Strandspuren“ auf der Bruchfläche sichtbar, die auf Ermüdung hinweisen. Zur Schadensbegrenzung muss sichergestellt werden, dass die Betriebsspannung $\sigma$ unter der Ermüdungsgrenze in einem Goodman-Diagramm bleibt, wobei $\sigma = \frac{3 π P D_m}{4 b t^2 n^2}$. Durch die Verwendung von Kugelstrahlen auf Materialien wie SAE 1070 oder 17-7PH können Druckeigenspannungen auf der Oberfläche entstehen, wodurch die mittlere Spannung effektiv nach unten verschoben und die Lebensdauer um eine Größenordnung verlängert wird.
