Ein Wellenfeder in einem Hochtemperatur-Stellantrieb zeigt nach dem ersten Zyklus „permanente Einstellung“ an. Analysieren Sie die möglichen Ursachen.

Eine dauerhafte Verformung (plastische Verformung) tritt auf, wenn die Spannung an den Wellenspitzen die Streckgrenze $\sigma_y$ des Materials überschreitet. Wenn dies bei hohen Temperaturen geschieht, ist es wahrscheinlich auf „Stressrelaxation“ zurückzuführen. Selbst wenn die berechnete Spannung bei Raumtemperatur unter $\sigma_y$ lag, sinkt die Streckgrenze von Materialien wie 17-7PH mit steigender Temperatur. Eine andere Möglichkeit ist die „Überkomprimierung“ bis zur festen Höhe, bei der die tatsächliche Spannung $\sigma = \frac{48 \cdot E \cdot t \cdot f}{\u03C0^2 \cdot D_m^2}$ die Elastizitätsgrenze überschreitet. Um dies zu beheben, sollte die Feder „voreingestellt“ (bei der Herstellung auf eine feste Höhe komprimiert) werden, um vorteilhafte Druckeigenspannungen zu erzeugen, oder das Material sollte auf eine Superlegierung wie Nimonic 90 aufgerüstet werden.