Zmęczenie

Search for glossary terms (regular expression allowed)

Glossaries

Term Main definition
Zmęczenie

Zniszczenie elementu wywołane przez siły wywołujące naprężenia mniejsze od wytrzymałości materiału, działające wielokrotnie.

Zmęczenie w przypadku symetrycznych cykli obciążeń

Musi być spełniony warunek:

2016 02 25 112128gdzie:

- xz- zmęczeniowy współczynnik bezpieczeństwa,

- Z- wytrzymałość zmęczeniowa przy naprężeniach obustronnie zmiennych,

- σa- amplituda naprężeń nominalnych,

- β- współczynnik spiętrzenia napreżeń,

- γ- współczynnik wielkości przedmiotu,

- xzw- wymagany zmęczeniowy współczynnik bezpieczeństwa.

 

Zmęczenie w przypadku niesymetrycznych cykli obciążeń

Musi być spełniony warunek:

2016 02 25 114109

gdzie:

- Z- wytrzymałość zmęczeniowa,

- xzw- wymagany zmęczeniowy współczynnik bezpieczeństwa,

- σz max- masymalne naprężenie zmęczeniowe, wzór:

2016 02 25 114130

gdzie:

- σm- naprężenia średnie cyklu,

- σaz- amplituda naprężeń zmęczeniowych, wzór:

2016 02 25 114142

gdzie:

- β- współczynnik spiętrzenia napreżeń,

- γ- współczynnik wielkości przedmiotu,

- σa- amplituda naprężeń nominalnych.

 

Ostatecznie otrzymujemy:

2016 02 25 114201

gdzie:

- σm- naprężenia średnie cyklu,

- β- współczynnik spiętrzenia napreżeń,

- γ- współczynnik wielkości przedmiotu,

- σa- amplituda naprężeń nominalnych.

 

Zmęczeniowe rozciąganie i zginanie

W przypadku gdy występują nakładające się na siebie naprężenia normalne pochodzące od rozciągania i od zginania należy obliczyć amplitudę cyklu wypadkowego.

Wzór na obliczenie amplitudy cyklu wypadkowego:

2016 02 25 124837

gdzie:

- βr- współczynnik spiętrzenia naprężeń rozciągających,

- βg- współczynnik spiętrzenia naprężeń zginających,

- γg- współczynnik wielkości przedmiotu,

- γr- współczynnik wielkości przedmiotu,

- σag- amplituda naprężeń nominalnych przy zginaniu,

- σar- amplituda naprężeń nominalnych przy rozciąganiu,

- Zgo- wytrzymałość zmęczeniowa materiału na zginanie obustronne,

- Zro- wytrzymałość zmęczeniowa materiału na rozciąganie obustronne.

 

Wzór na zmęczeniowy współczynnik bezpieczeństwa gdy jest cykl obustronnie zmienny symetryczny:

2016 02 25 124848

gdzie:

- σaw- amplituda i naprężenie średnie cyklu wypadkowego,

- Zgo- wytrzymałość zmęczeniowa materiału na zginanie obustronne.

 

Wzór na naprężenie średnie cyklu wypadkowego:

2016 02 25 124913

gdzie:

- σmg- nominalne naprężenie średnie przy zginaniu,

- σmr- nominalne naprężenie średnie przy rozciąganiu.

 

Wzory na współczynnik bezpieczeństwa:

1. Gdy dochodzi do wzrostu obciążeń amplitudy i naprężenia są proporcjonalne do naprężeń średnich σam=const

2016 02 25 130330

gdzie:

- Zgo- wytrzymałość zmęczeniowa materiału na zginanie obustronne,

- Zgj- wytrzymałość zmęczeniowa materiału na zginanie jednostronne,

- σaw- amplituda i naprężenie średnie cyklu wypadkowego,

- σmw- naprężenie średnie cyklu wypadkowego,

- xzw- wymagany zmęczeniowy współczynnik bezpieczeństwa.

 

2. Gdy średnie naprężenia cykli nie zmieniają się wraz ze wzrostem obciążeń (σm=const) i nie wiadomo, czy słuszne jest σam=const

2016 02 25 131343

gdzie:

- Zgo- wytrzymałość zmęczeniowa materiału na zginanie obustronne,

- σmw- naprężenie średnie cyklu wypadkowego,

- Zgj- wytrzymałość zmęczeniowa materiału na zginanie jednostronne,

- σaw- amplituda i naprężenie średnie cyklu wypadkowego,

- σmw- naprężenie średnie cyklu wypadkowego,

- xzw- wymagany zmęczeniowy współczynnik bezpieczeństwa.

 

W przedstawionych powyżej przypadkach należy sprawdzić:

2016 02 25 132000

gdzie:

- Qg- granica plastyczności na zginanie,

- σaw- amplituda i naprężenie średnie cyklu wypadkowego,

- σmw- naprężenie średnie cyklu wypadkowego,

- xzw- wymagany zmęczeniowy współczynnik bezpieczeństwa.

 

Gdy amplitudy naprężeń od rozciągających σar są o wiele większe od σag, zamiast wzoru:

2016 02 25 124837

stosujemy wzór przybliżony, który redukuje naprężenia pochodzące od zginania do naprężeń pochodzących od rozciągania:

2016 02 25 132013

gdzie:

- βr- współczynnik spiętrzenia naprężeń rozciągających,

- βg- współczynnik spiętrzenia naprężeń zginających,

- γr- współczynnik wielkości przedmiotu,

- γg- współczynnik wielkości przedmiotu,

- σar- amplituda naprężeń nominalnych przy rozciąganiu,

- σag- amplituda naprężeń nominalnych przy zginaniu,

- Zro- wytrzymałość zmęczeniowa materiału na rozciąganie obustronne,

- Zgo- wytrzymałość zmęczeniowa materiału na zginanie obustronne.

 

Wytrzymałość dla zmęczeniowego działania naprężeń normalnych i naprężeń stycznych

Gdy jednocześnie działają naprężenia normalne pochodzące od rozciągania σ, ściskania lub zginania oraz od naprężeń stycznych τ od skręcania lub ścinania należy sprawdzić warunek:

2016 02 25 141148

gdzie:

- xzr- współczynnik bezpieczeństwa dla rozciągania,

- xzs- współczynnik bezpieczeństwa dla skręcania lub ścinania.

Odsłony - 3818
Synonyms: zmęczenie materiału
//