LABORATORIUM MECHANIKI TECHNICZNEJ
Grupa 27 Zespół 2	Ćwiczenie nr 6
Nazwa ćwiczenia Wyznaczanie granicy zmęczenia metodą Locati	ZAKŁAD MECHANIKI STOSOWANEJ WYDZIAŁ MECHATRONIKI
Imię i Nazwisko	Ocena ze sprawdzianu	Ocena z ćwiczenia
Adam Turczyniak

Wstęp

Metoda Lotaci stosowana jest do wyznaczania granicy zmęczenia materiału przy kontroli elementów produkcyjnych. Pozwala skrócić czas wykonania pomiaru w stosunku do metod klasycznych polegających na określaniu ilości cykli jakie wytrzyma materiał przy zadanym obciążeniu. Aby zastosować metodę Locati należy zapoznać się z:

- średnim poziomem granicy zmęczenia i jej rozrzutem dla rozpatrywanej serii, z której pochodzi badany element,

- punktu załamania krzywej Wohlera,

- kąta nachylenia lewej gałęzi krzywej Wohlera i jej rozrzutu liczby cykli do złamania.

Dane te można uzyskać ze wstępnych doświadczeń wykonanych dla serii próbek danego materiału lub z literatury dla podobnych elementów. W metodzie tej Zwiększa się skokowo naprężenia po wykonaniu założonej liczby cykli. Uzyskuje się w ten sposób ile jest potrzebnych cykli do zerwania próbki przy zadanym obciążeniu w całej krzywej Wohlera.

Wiadome jest że próbka ulegnie zniszczeniu, gdy , tj. gdy uszkodzenie zmęczeniowe D jest równe jedności. Miner postawił hipotezę, że dla różnych poziomów naprężeń próbka też ulegnie zniszczeniu i jeśli zsumować łączne uszkodzenia zmęczeniowe uzyska się jedność . Reguła ta ma szereg błędów jednak można ją stosować jako dostateczne przybliżenie dla wielu praktycznych przypadków.

Opis stanowiska

1. Badana próbka

2. Uchwyt górny

3. Uchwyt dolny

4. Podpory usztywniające

5. Szalka do zawieszenia obciążenia osiowego

Pomiary

Do pomiarów zmęczenia użyta jest sprężyna płaska o wymiarach przekroju poprzecznego 4,7*0,2mm

Lp.	α	Krzywa I		Krzywa II		Krzywa III		t
1	40°	32000	0,03	∞	0	∞	0	10 min.	1000
2	50°	22000	0,045	50000	0,020	∞	0	20 min.	1000
3	60°	12000	0,083	30000	0,034	70000	0,014	30 min.	1000
4	70°	9000	0,111	15000	0,067	32000	0,031	40 min.	1000
5	80°	6000	0,170	10000	0,100	17000	0,059	50 min.	1000
6	90°	3200	0,286	5500	0,182	9000	0,111	60min.	1000
7	100°	2300	0,435	3200	0,312	4700	0,213	70min.	1000
8	110°	2100	0,070	3000	0,05	4200	0,034	71min,11,27 sek,	145
		1,23		0,765		0,462

Granica zmęczenia dla badanego elementu wynosi α = 44,6°

Wnioski

Pomimo pewnych niedokładności metoda ta nadaje się do stosowania w celu określenia zgrubnego ilości cykli jakie wytrzyma materiał przy zadanym obciążeniu. W celu dokładniejszych pomiarów trzeba wykonać pomiary metodą klasyczną dla danej serii próbek. Badania takie można przeprowadzić niemalże do każdej serii elementów produkcyjnych pod warunkiem, że w końcowej fazie założymy pewien współczynnik bezpieczeństwa dla produktu finalnego.

Wejściówka:

Jak można konstruować, aby przedłużyć żywotność konstrukcji, bez wysokich współczynników bezpieczeństwa? Pod względem zmęczeniowym.

O wytrzymałości zmęczeniowej decyduje wytrzymałość najsłabszych miejsc w objętości elementu. Stąd wynika silnu ujemny wpłymw na granicę zmęczenia materiału wszelkiego rodzaju wad meteriałowych, typu wytrąceń metalicznych, zawalcowań itp.

Pęknięcie zmęczeniowe z reguły rozprzestrzenia się od powierzchni elementu, dlatego powiększona gładkość, umocnienie metodą obróbki cieplno-chemicznej, hartowania powierzchniowego i zgniotu bardzo silnie podwyższają wytrzymałość zmęczeniową elementu.

Doświadczenia wykazały, że im większe są wymiary elementów o tej samej obróbce powierzchniowej, tym ich żywotność jest mniejsza.

Aby przedłużyć żywotność części maszyn należy: przede wszystkim unikać ostrych zmian przekroju poprzecznego. We wszelkich koniecznych konstrukcyjnie załamaniach, przejściach itp. Należy stosować jak największe promienie zaokrąglenia, a niezbędne otwory smarownicze (i inne) umieszczać poza miejscami największych naprężeń.

---