Zmęczenie materiału

Zmęczenie materiału

Zmęczenie materiału to zjawisko prowadzące do pęknięć pod wpływem cyklicznie zmieniających się naprężeń. Obciążenia zmęczeniowe to zmienne w czasie obciążenia, które występują w różnych częściach maszyn. Odpowiadające im naprężenia określane są jako naprężenia zmienne lub zmęczeniowe.

Rodzaje obciążeń zmiennych

Obciążenia zmienne mogą przybierać różne formy, takie jak:

• Obciążenia nieregularne
• Obciążenia przypadkowe
• Obciążenia ustalone

Obciążenia okresowo zmienne charakteryzują się powtarzającymi się segmentami, a ich pełny cykl to zmiany obciążenia i naprężenia. Szczególnym przypadkiem są obciążenia sinusoidalnie zmienne, które stanowią podstawę do określania właściwości zmęczeniowych materiałów.

Parametry cyklu naprężeń

Cykl naprężeń sinusoidalnych opisywany jest przez:

• $sigma\_\{max\}$ – maksymalne naprężenie cyklu
• $sigma\_\{min\}$ – minimalne naprężenie cyklu
• $T$ – okres zmian
• $f$ – częstotliwość zmian, będąca odwrotnością okresu

Wytrzymałość zmęczeniowa

Wytrzymałość zmęczeniowa to graniczna amplituda naprężeń, poniżej której materiał nie ulega zniszczeniu w danej liczbie cykli, określanej podczas badań zmęczeniowych.

Metody analizy zmęczenia

Analizę zmęczenia materiału można podzielić na różne podejścia:

• Metody bazujące na naprężeniach (wysokocyklowa wytrzymałość zmęczeniowa)
• Metody bazujące na odkształceniach (niskocyklowa wytrzymałość zmęczeniowa)
• Metody bazujące na energii odkształcenia
• Metody bazujące na współczynniku intensywności naprężeń (mechanika pękania)