Bez nazwy

32

Trwała wytrzymałość zmęczeniowa Z dzieli stosowane obciążenia zmęczeniowe na leżące w zakresie trwałej wytrzymałości zmęczeniowej, a więc poniżej Z, i na leżące powyżej Z-w zakresie ograniczonej wytrzymałości zmęczeniowej (rys. 3.5). Zakres ograniczonej wytrzymałości zmęczeniowej dzielimy z kolei na dwa podzakresy: wysoko- i niskocyklowej wytrzymałości zmęczeniowej.

W zakresie ograniczonej wysokocykiowej wytrzymałości zmęczeniowej zależność trwałości N (liczby cykli zmian naprężeń do wystąpienia całkowitego złomu) od przenoszonego naprężenia opisuje się w układzie półlogarytmicznym za pomocą zależności liniowej (rys. 3.3b)

log N = A + Ba,

(3.4)

gdzie: A, B - stałe,

lub układzie bilogarytmicznym (rys.3.8)

log N = log a + m log a ,

(3.5)

gdzie: a - stała,

m = 3,5 wg normy [6] dla połączeń spawanych, m = 3 wg norm [7 i 8).

trwałość jest mniejsza od około 10 tysięcy cykli, zależność liniowa (3.4) już przestaje obowiązywać. Zakres, w którym to zjawisko wy-——    stępuje, nazywamy zmęczeniem

niskocyklowym. W tym zakresie badania prowadzi się głównie przy stałej amplitudzie odkształcenia -- całkowitego Ą lub plastycznego £_p.

¹⁰⁹ N Wyniki badań przedstawia się na

Rys. 3.6. Zależność odkształceń cyklicznych od ***** podwójnie logarytmicz-trwalości w zakresie motocyklowego zmęczenia nym (rys. 3.6) i opisuje równaniem

Morrowa

(3.6)

gdzie: ćj, cf_f, c, b - stałe,

lub równaniem Coffina

E - moduł Younga,

(3.7)

gdzie C - stała.

Charakterystyczne dla tego zakresu jest to, że trwałość zależy od częstotliwości i kształtu cyklu (prostokątny, piłowy, trapezowy, sinusoidalny), gdyż w zakresie niskocyklowego zmęczenia istotną rolę odgry^wa zjawisko pełzania.

3.3. Przyspieszone metody badań

Minimalna liczba próbek potrzebna do wyznaczenia krzywej Wóhiera wynosi około 8. Jednak ze względu na znaczny rozrzut trwałości i wytrzymałości zmęczeniowej dopiero 30 próbek zapewnia możliwość solidnego statystycznego opracowania wyników i otrzymania oprócz wartości średnich jeszcze oszacowania rozrzutu. Badania takie są czasochłonne (trwają przeszło miesiąc, gdy pracuje się na jednej maszynie o częstotliwości 50 Hz) i kosztowne, zwłaszcza gdy wyznacza się krzywą Wóhiera dla dużych elementów czy węzłów. Aby skrócić badania i obniżyć ich koszt, opracowano kilka przyspieszonych prób zmęczeniowych. Jedną z nich jest próba Locati. Polega ona na obciążaniu jednej próbki stopniowo wzrastającym obciążeniem zmęczeniowym aż do iei zniszczenia (rys. 3.7). Pierwszy stopień obciążenia wybiera się na poziomie er, nieco niższym od spodziewanej wytrzymałości zmęczeniowej. Po wykonaniu na każdym stopniu obciążenia od 50 do 200 tys. cykli zwiększa się obciążenie o Acr= 10 do 20 MPa.

Rys. 3.7. Próba Locati a) przebieg obciążenia na tle bazowych krzywych Wóhiera, b) wykres

interpolacyjny

Aby na podstawie tak przeprowadzonej próby możliwe było wyznaczenie właściwości zmęczeniowych, należy dysponować rodziną krzywych Wóhiera (co najmniej trzy) zbliżonych do spodziewanej krzywej Wóhiera badanej próbki. Rodzina tych krzywych może pochodzić z wcześniej przeprowadzonych badań dla tego lub

podobnego materiału lub zdanych literaturowych.