{"id":20230,"date":"2020-12-29T03:17:07","date_gmt":"2020-12-29T03:17:07","guid":{"rendered":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/?p=20230"},"modified":"2020-12-29T03:21:43","modified_gmt":"2020-12-29T03:21:43","slug":"how-the-concept-of-fatigue-was-created-and-some-thing-have-to-know-about-it","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pl\/jak-powstala-koncepcja-zmeczenia-i-cos-musi-na-sie-o-tym-wiedziec\/","title":{"rendered":"Jak powsta\u0142o poj\u0119cie zm\u0119czenia i trzeba o nim wiedzie\u0107?"},"content":{"rendered":"

Koncepcja krzywej granicznej zm\u0119czenia (HL) zosta\u0142a po raz pierwszy zaproponowana przy rozwi\u0105zywaniu krzywej granicznej zm\u0119czenia tylnej osi.<\/strong><\/strong><\/p>

10 stycznia 1954 kometa BOAC rozpad\u0142a si\u0119 7800 metr\u00f3w nad Elb\u0105 we W\u0142oszech.<\/strong><\/strong><\/p>

On April 8, another “comet” of BOAC crashed into the bay of Naples, Italy, killing 21 people on board. So far, all comets have been grounded.<\/strong><\/p>

Cz\u0119sty upadek komet wstrz\u0105sn\u0105\u0142 \u015bwiatem. \u00a0<\/strong><\/p>

W tym czasie premier Wielkiej Brytanii Winston Churchill poleci\u0142 nam za wszelk\u0105 cen\u0119 ustali\u0107 przyczyn\u0119 wypadku.<\/strong><\/strong><\/p>

W tym celu marynarka brytyjska wys\u0142a\u0142a flot\u0119, aby uratowa\u0107 wrak samolotu w pobli\u017cu wyspy Elba z dna morza o g\u0142\u0119boko\u015bci setek metr\u00f3w i wys\u0142a\u0142a go do Kr\u00f3lewskiego Instytutu Bada\u0144 Lotniczych w celu zbadania.<\/strong><\/strong><\/p>

Dochodzenie wykaza\u0142o, \u017ce w p\u0142ucach ofiar katastrofy lotniczej pojawi\u0142y si\u0119 p\u0119kni\u0119cia spowodowane rozpr\u0119\u017caniem si\u0119 gazu, co wskazuje, \u017ce nag\u0142y spadek ci\u015bnienia powietrza w kabinie przed katastrof\u0105 doprowadzi\u0142 do gwa\u0142townego rozpr\u0119\u017cenia si\u0119 gazu w p\u0142ucach, co doprowadzi\u0142o do p\u0119kni\u0119cia p\u0142uc. Badania na wraku samolotu wykaza\u0142y, \u017ce w niekt\u00f3rych iluminatorach pojawi\u0142y si\u0119 p\u0119kni\u0119cia, co jest zgodne z wynikami autopsji.<\/strong><\/strong><\/p>

W tym samym czasie firma de havilan przeprowadzi\u0142a \u015bcis\u0142\u0105 inspekcj\u0119 na produkowanym i uziemionym samolocie. Test trwa\u0142 ponad 9000 godzin, a na poszyciu samolotu pojawi\u0142y si\u0119 p\u0119kni\u0119cia, podobnie jak p\u0119kni\u0119cia na wraku rozbitego samolotu.<\/strong><\/strong><\/p>

According to the research and analysis of the technicians, the accident was caused by the “fatigue” of the metal materials used to make the aircraft body structure.<\/strong><\/strong><\/p>

Pod dzia\u0142aniem zmiennego ci\u015bnienia, po pewnym czasie, w obszarze lokalnego du\u017cego napr\u0119\u017cenia powstaj\u0105 mikrop\u0119kni\u0119cia, a nast\u0119pnie mikrop\u0119kni\u0119cia stopniowo rozszerzaj\u0105 si\u0119 do p\u0119kni\u0119cia.<\/strong><\/strong><\/p>

Awaria zm\u0119czeniowa ma cechy nag\u0142ego w czasie, lokalnego w miejscu i wra\u017cliwo\u015bci na \u015brodowisko i defekty, wi\u0119c nie jest \u0142atwo znale\u017a\u0107 na czas.<\/strong><\/strong><\/p>

Under the impact of repeated pressurization and decompression, the skin at the square porthole of comet aircraft deforms and cracks, which eventually leads to metal fatigue fracture. As the first kind of jetliner in the world, “comet” flies faster than other jetliners, and naturally bears more pressure, which makes it easier to cause metal fatigue.<\/strong><\/strong><\/p>

Thus, through the investigation of the comet accident, a new subject – “fatigue mechanics” was born<\/strong>.<\/strong><\/strong><\/p>

Dzisiaj poznamy i zrozumiemy: krzyw\u0105 zm\u0119czenia i podstawowe w\u0142a\u015bciwo\u015bci mechaniczne zm\u0119czenia.<\/strong><\/strong><\/p>

Krzywa zm\u0119czenia i krzywa zm\u0119czenia w cyklu symetrycznym<\/strong><\/h2>

\uff081\uff09 Krzywa zm\u0119czenia i granica zm\u0119czenia<\/strong><\/strong><\/h3>

Krzywa zm\u0119czenia: jest to krzywa zale\u017cno\u015bci pomi\u0119dzy napr\u0119\u017ceniem zm\u0119czeniowym a trwa\u0142o\u015bci\u0105 zm\u0119czeniow\u0105, czyli krzywa SN, kt\u00f3ra jest podstaw\u0105 do wyznaczenia granicy zm\u0119czenia i ustalenia kryterium napr\u0119\u017cenia zm\u0119czeniowego.<\/strong><\/strong><\/p>

For metal materials with strain aging, such as carbon steel and ductile iron, when the cyclic stress level drops to a certain critical value, the low stress section becomes a horizontal section, which indicates that the specimen can undergo infinite stress cycles without fatigue fracture. Therefore, the corresponding stress is called fatigue limit, which is denoted as \u03c3 – 1 (symmetric cycle, r = – 1).<\/strong><\/strong><\/p>

Je\u015bli ten rodzaj materia\u0142u nie p\u0119ka po 107 cyklach napr\u0119\u017ce\u0144, mo\u017cna uzna\u0107, \u017ce nie p\u0119knie, nawet je\u015bli zostanie poddany niesko\u0144czonym cyklom napr\u0119\u017ce\u0144, wi\u0119c 107 cykli jest cz\u0119sto u\u017cywany jako podstawa do okre\u015blenia granicy zm\u0119czenia.<\/strong><\/strong><\/p>

Inny rodzaj materia\u0142\u00f3w metalowych, jak stop aluminium i stal nierdzewna, nie ma cz\u0119\u015bci poziomej na krzywej SN, ale zwi\u0119ksza si\u0119 wraz ze spadkiem napr\u0119\u017ce\u0144. W tej chwili napr\u0119\u017cenie bez p\u0119kania w pewnym cyklu mo\u017cna zdefiniowa\u0107 jedynie jako warunkow\u0105 granic\u0119 zm\u0119czenia lub granic\u0119 zm\u0119czenia o sko\u0144czonej trwa\u0142o\u015bci, zgodnie z wymaganiami eksploatacyjnymi materia\u0142\u00f3w.<\/strong><\/strong><\/p>

\uff082\uff09 Wyznaczanie krzywej zm\u0119czenia<\/strong><\/strong><\/h3>

Og\u00f3lnie krzyw\u0105 zm\u0119czenia mierzy si\u0119 za pomoc\u0105 testu zm\u0119czeniowego zginania obrotowego. Zasad\u0119 czteropunktowej maszyny testowej do gi\u0119cia pokazano na poni\u017cszym rysunku.<\/strong><\/strong><\/p>

Cz\u0119\u015b\u0107 krzywej SN o wysokim napr\u0119\u017ceniu (sko\u0144czona \u017cywotno\u015b\u0107) zosta\u0142a zmierzona metod\u0105 testu grupowego, to znaczy przyj\u0119to wy\u017cszy poziom napr\u0119\u017cenia 3-4, a dane z oko\u0142o 5 pr\u00f3bek zosta\u0142y zmierzone pod ka\u017cdym poziomem napr\u0119\u017cenia, a nast\u0119pnie dane zosta\u0142 przetworzony w celu obliczenia mediany (wsp\u00f3\u0142czynnik prze\u017cycia 50%) trwa\u0142o\u015bci zm\u0119czeniowej.<\/strong><\/strong><\/p>

The median S-N curve with a survival rate of 50% can be obtained by using the \u03c3 – 1 measured by the ascending and descending method as the lowest stress level point of the S-N curve and fitting it with the results measured by the group test method into a straight line or curve.<\/strong><\/strong><\/p>

\uff083\uff09 Granica zm\u0119czenia w r\u00f3\u017cnych stanach napr\u0119\u017ce\u0144<\/strong><\/strong><\/h3>

Granica zm\u0119czeniowa tego samego materia\u0142u jest r\u00f3\u017cna w r\u00f3\u017cnych stanach napr\u0119\u017ce\u0144, ale istnieje mi\u0119dzy nimi pewna zale\u017cno\u015b\u0107.<\/strong><\/strong><\/p>

Wyniki pokazuj\u0105, \u017ce istnieje pewna zale\u017cno\u015b\u0107 pomi\u0119dzy granic\u0105 zm\u0119czenia przy symetrycznym zginaniu a symetrycznym rozci\u0105ganiem, \u015bciskaniem i granic\u0105 zm\u0119czenia przy skr\u0119caniu.<\/strong><\/strong><\/p>

\"\"<\/figure>

\uff084\uff09 Zale\u017cno\u015b\u0107 mi\u0119dzy granic\u0105 zm\u0119czenia a wytrzyma\u0142o\u015bci\u0105 statyczn\u0105<\/strong><\/strong><\/h3>

Test pokazuje, \u017ce im wi\u0119ksza wytrzyma\u0142o\u015b\u0107 materia\u0142u metalowego na rozci\u0105ganie, tym wi\u0119ksza granica zm\u0119czenia.<\/strong><\/strong><\/p>

W przypadku stali o \u015bredniej i niskiej wytrzyma\u0142o\u015bci istnieje liniowa zale\u017cno\u015b\u0107 mi\u0119dzy granic\u0105 zm\u0119czenia a wytrzyma\u0142o\u015bci\u0105 na rozci\u0105ganie.<\/strong><\/strong><\/p>

When \u03c3 B is low, it can be approximately written as \u03c3 – 1 = \u03c3 B.<\/strong><\/strong><\/p>

Gdy \u03c3 B jest wy\u017csze, zale\u017cno\u015b\u0107 prawie liniowa b\u0119dzie odbiega\u0107, co wynika ze zmniejszenia plastyczno\u015bci i odporno\u015bci na p\u0119kanie oraz \u0142atwego powstawania i propagacji p\u0119kni\u0119\u0107.<\/strong><\/strong><\/p>

Schemat zm\u0119czenia i asymetryczny <\/a>granica zm\u0119czenia cyklicznego<\/strong><\/strong><\/h2>

Wiele cz\u0119\u015bci pracuje pod asymetrycznym cyklicznym obci\u0105\u017ceniem, dlatego konieczne jest zmierzenie granicy asymetrycznego cyklicznego zm\u0119czenia materia\u0142\u00f3w, aby spe\u0142ni\u0107 potrzeby projektowania i doboru materia\u0142\u00f3w takich cz\u0119\u015bci.<\/strong><\/strong><\/p>

Granice zm\u0119czenia r\u00f3\u017cnych cykli asymetrycznych s\u0105 zwykle uzyskiwane z wykresu zm\u0119czenia metod\u0105 rysunku technicznego.<\/strong><\/strong><\/p>

Zgodnie z r\u00f3\u017cnymi metodami rysowania istniej\u0105 dwa rodzaje wykres\u00f3w zm\u0119czeniowych<\/strong><\/strong><\/p>

\uff081\uff09 \u03c3 a – \u03c3 m fatigue diagram<\/strong><\/h3>
\"\"<\/figure>

Under the condition of different stress ratio R, the fatigue limit \u03c3 r expressed by \u03c3 Max is decomposed into \u03c3 A and \u03c3 m, and the fatigue diagram of \u03c3 a – \u03c3 m is obtained by making ABC curve in the coordinate system.<\/strong><\/strong><\/p>

\uff082\uff09 \u03c3 max (\u03c3 min) – \u03c3 m fatigue diagram<\/strong><\/h3>
\"\"<\/figure>

Granica zm\u0119czenia przy r\u00f3\u017cnym stosunku napr\u0119\u017ce\u0144 R jest wyra\u017cona odpowiednio przez \u03c3 max (\u03c3 min) i \u03c3 m w uk\u0142adzie wsp\u00f3\u0142rz\u0119dnych, tworz\u0105c wykres zm\u0119czenia.<\/strong><\/strong><\/p>

AHB to granica zm\u0119czenia \u03c3 Max przy r\u00f3\u017cnych R.  <\/strong><\/strong><\/p>

Granica zm\u0119czenia wzrasta wraz ze wzrostem \u015bredniego napr\u0119\u017cenia lub wsp\u00f3\u0142czynnika napr\u0119\u017cenia, ale amplituda napr\u0119\u017cenia a maleje.<\/strong><\/strong><\/p>

Odporno\u015b\u0107 na przeci\u0105\u017cenie zm\u0119czeniowe<\/strong><\/strong><\/h2>

Pierwotna granica zm\u0119czenia materia\u0142u mo\u017ce nie ulec zmianie lub zmniejszeniu, gdy cz\u0119\u015bci metalowe s\u0105 czasami poddawane kr\u00f3tkotrwa\u0142emu przeci\u0105\u017ceniu, kt\u00f3re zale\u017cy od napr\u0119\u017cenia przeci\u0105\u017ceniowego materia\u0142u i odpowiednich skumulowanych cykli przeci\u0105\u017cenia.  <\/strong><\/strong><\/p>

Je\u015bli metal pracuje przez okre\u015blon\u0105 liczb\u0119 cykli na poziomie napr\u0119\u017cenia wy\u017cszym ni\u017c granica zm\u0119czenia, jego granica zm\u0119czenia i trwa\u0142o\u015b\u0107 zm\u0119czeniowa zmniejsz\u0105 si\u0119, co spowoduje uszkodzenia spowodowane przeci\u0105\u017ceniem.<\/strong><\/strong><\/p>

Zdolno\u015b\u0107 materia\u0142u metalowego do przeciwstawiania si\u0119 uszkodzeniom przeci\u0105\u017ceniowym zm\u0119czenia wyra\u017cona jest przez granic\u0119 uszkodze\u0144 przeci\u0105\u017ceniowych lub obszar uszkodze\u0144 przeci\u0105\u017ceniowych.<\/strong><\/strong><\/p>

Granica uszkodze\u0144 spowodowanych przeci\u0105\u017ceniem jest okre\u015blana eksperymentalnie: mierzone s\u0105 r\u00f3\u017cne poziomy napr\u0119\u017ce\u0144 przeci\u0105\u017ceniowych i odpowiadaj\u0105ce im cykle napr\u0119\u017ce\u0144, kt\u00f3re zaczynaj\u0105 zmniejsza\u0107 trwa\u0142o\u015b\u0107 zm\u0119czeniow\u0105 i uzyskuje si\u0119 r\u00f3\u017cne punkty testowe. Granic\u0119 uszkodzenia przeci\u0105\u017ceniowego uzyskuje si\u0119 \u0142\u0105cz\u0105c ka\u017cdy punkt. Te dwa pytania nie s\u0105 korzystne<\/strong><\/strong><\/p>

Obszar linii cienia mi\u0119dzy granic\u0105 uszkodzenia przeci\u0105\u017ceniowego a prostym odcinkiem obszaru wysokich napr\u0119\u017ce\u0144 krzywej zm\u0119czeniowej (cykl napr\u0119\u017ce\u0144 p\u0119kni\u0119cia zm\u0119czeniowego pod ka\u017cdym poziomem napr\u0119\u017cenia tego odcinka nazywany jest warto\u015bci\u0105 wytrzyma\u0142o\u015bci przeci\u0105\u017ceniowej) nazywany jest obszarem uszkodzenia przeci\u0105\u017ceniowego .<\/strong><\/strong><\/p>

Gdy cz\u0119\u015bci s\u0105 przeci\u0105\u017cone w tym obszarze, granica zm\u0119czenia materia\u0142u zostanie zmniejszona w r\u00f3\u017cnym stopniu, a im bardziej granica zm\u0119czenia zostanie zmniejszona w pobli\u017cu warto\u015bci wytrzyma\u0142o\u015bci.<\/strong><\/strong><\/p>

Im bardziej stroma jest granica uszkodzenia przeci\u0105\u017ceniowego (lub warto\u015b\u0107 wytrzyma\u0142o\u015bci przeci\u0105\u017ceniowej) i im w\u0119\u017cszy obszar uszkodzenia, tym wi\u0119ksza jest zdolno\u015b\u0107 przeciwstawiania si\u0119 przeci\u0105\u017ceniom zm\u0119czeniowym.<\/strong><\/strong><\/p>

Czu\u0142o\u015b\u0107 na karb zm\u0119czeniowy<\/strong><\/strong><\/h2>

Ze wzgl\u0119du na potrzeb\u0119 u\u017cytkowania cz\u0119\u015bci cz\u0119sto maj\u0105 stopnie, naro\u017cniki, rowki wpustowe, otwory olejowe, gwinty i tak dalej. Struktury te s\u0105 podobne do efektu karbu, kt\u00f3ry zmienia stan napr\u0119\u017ce\u0144 i powoduje koncentracj\u0119 napr\u0119\u017ce\u0144.<\/strong><\/strong><\/p>

Dlatego wa\u017cne jest, aby zrozumie\u0107 wp\u0142yw koncentracji stresu spowodowanego naci\u0119ciem na granic\u0119 zm\u0119czenia.<\/strong><\/strong><\/p>

Istniej\u0105 dwa skrajne przypadki oceny materia\u0142\u00f3w pod k\u0105tem wra\u017cliwo\u015bci na karb zm\u0119czeniowy<\/strong><\/strong><\/p>

(a) KF = KT, to znaczy rozk\u0142ad napr\u0119\u017ce\u0144 pr\u00f3bki z karbem jest dok\u0142adnie taki sam jak w stanie spr\u0119\u017cystym i nie ma redystrybucji napr\u0119\u017ce\u0144. W tym czasie karb najpowa\u017cniej zmniejsza granic\u0119 zm\u0119czenia, a czu\u0142o\u015b\u0107 karbu zm\u0119czeniowego QF = 1, a wra\u017cliwo\u015b\u0107 karbu materia\u0142u jest najwi\u0119ksza.<\/strong><\/strong><\/p>

(b) KF = 1, \u03c3 – 1 = \u03c3 – 1n, the notch does not reduce the fatigue limit, which indicates that the stress has a great redistribution in the fatigue process, the stress concentration effect is completely eliminated, QF = 0, the notch sensitivity of the material is the smallest.<\/strong><\/strong><\/p>

Dlatego warto\u015b\u0107 QF mo\u017ce odzwierciedla\u0107 zdolno\u015b\u0107 materia\u0142u do redystrybucji napr\u0119\u017ce\u0144 i zmniejszania koncentracji napr\u0119\u017ce\u0144 podczas zm\u0119czenia.<\/strong><\/strong><\/p>

Zm\u0119czenie wysokocyklowe: wi\u0119kszo\u015b\u0107 metali jest bardzo wra\u017cliwa na naci\u0119cia; uszy s\u0105 z\u0142amane<\/strong><\/strong><\/p>

W zm\u0119czeniu niskocyklowym wi\u0119kszo\u015b\u0107 metali nie jest wra\u017cliwa na karb, poniewa\u017c obszar nasady karbowania tego ostatniego znajduje si\u0119 w strefie plastycznej, co powoduje relaksacj\u0119 napr\u0119\u017ce\u0144 i redukcj\u0119 koncentracji napr\u0119\u017ce\u0144.<\/strong><\/p><\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

The concept of fatigue limit curve (HL) was first proposed when solving the fatigue limit curve of the rear axle. On January 10, 1954, a comet of BOAC disintegrated 7800 meters above Elba, Italy. On April 8, another “comet” of BOAC crashed into the bay of Naples, Italy, killing 21 people on board. So far,…<\/p>","protected":false},"author":2,"featured_media":20231,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_jetpack_memberships_contains_paid_content":false,"footnotes":""},"categories":[79],"tags":[],"class_list":["post-20230","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-materials-weekly"],"jetpack_featured_media_url":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/wp-content\/uploads\/2020\/12\/\u56fe\u72471-2.png","jetpack_sharing_enabled":true,"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/20230","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=20230"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/20230\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/media\/20231"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=20230"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=20230"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pl\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=20230"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}