Néhány tény a fáradásról
- A fáradásról szóló első cikk 1837-ből származik
- A fáradás visszafordíthatatlan károsodást okoz; az anyag nem tud regenerálódni
- Az acélnak van egy elméleti fáradási határa; az e határ alatti folyamatos terhelés nem vezet fáradás miatti tönkremenetelhez
- A húzófeszültségek okozzák főként a fáradást, de még a nyomóterhelések is lehetnek az ok
- A nagyobb feszültségtartomány rövidebb szerkezeti élettartamhoz vezet
- A hőmérséklet, a felületi érdesség, a maradó feszültségek és egyéb tényezők befolyásolják a fáradási élettartamot
A fáradás szakaszai
Általánosan három szakaszt különböztetünk meg:
- Első szakasz – Repedés keletkezése
Mikrorepedések kezdenek kialakulni a feszültségkoncentráló geometriai alakzatok, például élek körül. Amikor egy repedés szélessége meghaladja a 10 μm-t, repedésről beszélhetünk.
- Második szakasz – Repedések növekedése
A repedés növekedése a ciklikus terhelés tartományától, a középső feszültségtől, valamint a túlterhelésektől és alulterhelésektől is függ. A repedés növekedése akár meg is állhat, ha a terhelések egy bizonyos küszöbérték alatt maradnak.
- Harmadik szakasz – Repedés terjedése
A repedések terjedése akkor következik be, amikor a mikrorepedések és a kapcsolódó feszültségek elérnek egy bizonyos méretet. Amikor a feszültség meghaladja a törési szívósságnak nevezett értéket (az anyag rideg töréssel szembeni ellenállásának mennyiségi kifejezése, amikor repedés van jelen), a fenntarthatatlan törés bekövetkezik.
A fáradás megelőzése
A fáradás csökkenthető vagy teljesen elkerülhető megfelelő mérnöki megfontolásokkal. Acélszerkezetek esetén két fő módszer létezik a fáradásos tönkremenetel megelőzésére.
1. a feszültség fáradási határ küszöbértéke alatt tartása (végtelen élettartam koncepció)
A fáradási élettartam Nf azon meghatározott jellegű feszültségciklusok száma, amelyeket egy szerkezetelbír a tönkremenetel bekövetkezéséig. Az acél esetében van egy elméleti feszültségamplitúdó-érték, amely alatt az anyag tetszőleges számú ciklus esetén sem megy tönkre. Ezt az értéket fáradási határnak vagy tartóssági határnak nevezik.
By AndrewDressel at English Wikipedia, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=6319461
2. szoftveres fáradáselemzés futtatása szerkezeti terveken
A szoftveres elemzés feltárhatja azokat a területeket, ahol a fáradás problémát jelent. Segíthet a szerkezet újratervezésében, például a feszültségek kedvező helyekre összpontosításában, a furatok méreteinek és pozícióinak megváltoztatásában stb.
Megoldásunk
Ennek az átfogó feladatnak az első lépése az IDEA StatiCa V21-ben készült el. Tekintse meg ezt a cikket, amelyben az EN 1993-1-9 szerinti elemzés kerül bemutatásra.
Az elemzés a felső szalag alatt, a többi típus mellett található.
A fáradáselemzési típus a normál- és nyírófeszültség-tartomány meghatározására szolgál két teherkombináció között. A feszültségek névleges feszültségeknek felelnek meg, és azokat szabványos méretezési módszerekkel kell tovább értékelni. Feltételezhetően nagy ciklusszámú fáradási részletek tervezéséhez használják, ahol nem várható folyás.
A fáradáselemzési típus nem ad meg végső teherbírást vagy azt, hogy a részlet hány ciklust bír el. Csupán bemeneteket biztosít a szabványok szerinti további számításokhoz.
A névleges feszültség a következőkre számítható:
- Csavarok – húzásban és nyírásban
- Hegesztések – automatikusan generálva a hegesztés melletti lemezkeresztmetszetben
- Lemezek – felhasználó által meghatározott keresztmetszetekben
A névleges feszültséget a referencia teherkombináció feszültségeinek egy másik teherkombinációból való kivonásával határozzák meg.
Az elemzés ezen típusának részletesebb megismeréséhez látogasson el aTámogatási Központunkba:
Elméleti háttér: Fáradáselemzési típus
Fáradáselemzés – I-szelvény tompahegesztései
Ez az elemzési típus felhasználóink számára az Enhanced kiadásban érhető el.