Ermüdungsrisse sind Risse, die durch wiederholte Beanspruchung einer Struktur über einen bestimmten Zeitraum verursacht werden. Oftmals können Ermüdungsrisse oberflächlich sein, aber manchmal können sie katastrophale Versagen mit katastrophalen Folgen verursachen. Ermüdungsrisse sind ein ernstes technisches Problem, das nur von Inspektoren entdeckt werden kann, die in der Lage sind, die Schwere der Risse zu erkennen.
Das vielleicht bekannteste Beispiel dafür, wie katastrophale Ermüdungsrisse sein können, ist ein Vorfall in Minneapolis am 1. August 2007. An diesem Tag stürzte während der Hauptverkehrszeit am Nachmittag eine Brücke der Interstate 35 über den Mississippi ein, 13 Menschen stürzten in die Tiefe unten ihren Tod. Es war eine nationale Tragödie, die viele Staaten veranlasste, ihre Brückeninspektionspolitik sofort zu verstärken.
Später wurde vom National Transportation Safety Board festgestellt, dass die Brücke aufgrund der unzureichenden Größe der großen Stahlplatten, die verwendet wurden, um Teile der Brücke miteinander zu verbinden, einstürzte. Die unzureichende Größe verursachte Ermüdungsrisse, die schließlich zu ausgewachsenen Brüchen führten. Sobald dies geschah, versagten die restlichen Platten in einem Kettenreaktionsereignis. Dies wird als katastrophaler Ermüdungsbruch bezeichnet.
Es gibt eine Reihe von Eigenschaften, die für Ermüdungsrisse einzigartig sind. Erstens treten sie in Metallstrukturen auf. Zweitens haben sie auch vorhersehbare Phasen. Dazu gehören der anfängliche Riss, das fortschreitende Wachstum und der endgültige Bruch, der zu einem Ermüdungsbruch führt.
Während Ermüdungsrisse ein großes Problem darstellen können, können sie beim Durchlaufen dieser Phasen auch sehr vorhersehbar sein. Nur ein Ingenieur kann feststellen, ob Ermüdungsrisse ein ernsthaftes Problem für eine Struktur darstellen. In einigen Fällen können redundante Teile vorhanden sein, um Ermüdungsausfälle zu verhindern.
Der Gedanke an Ermüdungsrisse kann beängstigend sein, kann aber in vielen Fällen auch vorhergesagt und verhindert werden. Routineinspektionen erkennen oft Ermüdungsrisse und notieren sie. In einigen Fällen können Reparaturen schnell und einfach durchgeführt werden, indem wichtige Teile der Struktur ausgetauscht werden. Die gute Nachricht ist, dass Ermüdungsrisse an der Außenseite auftreten, die die meiste Zeit sichtbare Abschnitte des Stahls sind.
Während sich ein Großteil der Aufmerksamkeit bei Ermüdungsrissen auf Brücken konzentriert, sollte beachtet werden, dass sie jede Stahlkonstruktion beeinträchtigen und überall zu katastrophalen Ergebnissen führen können. Die Stahlschienen in Eisenbahnen können bei Ausfall zu Zugentgleisungen führen. Auch der Stahl in Gebäuden kann bei ausreichender Ermüdung versagen. Dies ist besonders in mehrstöckigen Gebäuden gefährlich. Ermüdungsausfälle in Gebäuden sind jedoch nicht so häufig wie Ausfälle in anderen Anwendungen.