۰۳۱-۳۲۳۵۷۱۴۸ ۸:۰۰-۱۷:۰۰ اصفهان - بزرگراه شهید خرازی - نبش کوچه ۷۷ - ساختمان آرتاک - واحد ۲
۰۳۱-۳۲۳۵۷۱۴۸ ۸:۰۰-۱۷:۰۰ اصفهان - بزرگراه شهید خرازی - نبش کوچه ۷۷ - ساختمان آرتاک - واحد ۲
مشاوره مهندسی
کارشناسان مجرب
انتخاب صحیح
بالاترین کیفیت
خرید مطمئن
رضایت مشتری
سفارش قطعه صنعتی

بارگذاری خستگی / Fatigue Loading

پینیون-قطعات صنعتی-مکانیک-اصطلاحات-بارگذاری خستگی / Fatigue Loading

بارگذاری خستگی

برای یافتن خواص مواد از نمودار تنش-کرنش، بار به صورت تدریجی وارد می شود و زمان کافی برای گسترش کرنش در ماده وجود دارد. در شرایط معمول تنش ها فقط یک بار اعمال می شود و ماده تا انتهای آزمون دچار شکست می شود. به این نوع بارگذاری، بارگذاری استاتیکی می گویند که در عضوهای یک سازه به خوبی تقریب زده می شود. اما تحلیل های دقیق از عضوهای سازه نشان می دهد تنش بیشینه ای که سبب شکست ماده می شود معمولا از استحکام نهایی و یا حتی استحکام تسلیم ماده کم تر است. در این شرایط تنش ها به دفعات بسیار زیاد (به صورت نوسانی) به سازه اعمال شده است و گسیختگی حاصل از آن، خستگی نام دارد. این بارگذاری مکرر به 3 نوع تقسیم بندی می شود که در نمودارهای تنش بر حسب زمان (در شکل زیر) نشان داده شده است.

Fatigue-Loading

آزمون خستگی

بدترین نوع بارگذاری خستگی، بارگذاری کاملا معکوس نام دارد. در یک چرخه از این نوع بارگذاری، یک تنش کششی به یک بخش از سازه اعمال می شود و از صفر به مقدار ماکزیمم خود می رسد و دوباره به تدریج صفر می شود، سپس باری با همان مقدار ولی به صورت فشاری اعمال شده تا به مقدار ماکزیمم خود برسد و سپس به تدریج صفر می گردد.

در آزمایشگاه برای تعیین عمر خستگی یک ماده از روش ذکر شده استفاده می شود. متداولترین وسیله آزمون خستگی ماشین تیر چرخان پرسرعت ر.ر. مور است. این ماشین نمونه را که مطابق شکل یک شافت ماشینکاری شده است، توسط وزنه هایی تحت خمش خالص قرار می دهد و تعداد دورها (معکوس شدن های تنش) برای گسیختگی ثبت می شود. تعداد دورهایی که ماده قبل از شکست تحمل می کند، عمر خستگی (Fatigue Life) آن نام دارد.

BAS-FatigueSpecimen

تنش چرخه ای که به ازای آن ماده بتواند 10 میلیون چرخه بارگذاری را تحمل کند، حد پایداری(Endurance Limit) ماده نامیده می شود.

fatigue-test

تعدا سیکل هایی که یک ماده قبل از شکست تحمل می کند، تابع پیچیده ای از عوامل بسیاری شامل، تنش استاتیک و بارگذاری خستگی اعمال شده به آن، عملیات حرارتی، سختی سطح ماده، ناخالصی های موجود در ماده، نوع بارگذاری، دمای کاری و … می باشد.

گسیختگی خستگی

گسیختگی خستگی با ترکی کوچک آغاز می شود که با چشم غیر مسلح دیده نمی شود. این ترک از نقطه ناپیوستگی ماده مانند تغییر مقطع، جای خار و یا یک سوراخ گسترش می یابد. به این ترتیب با گسترش ترک اثر تمرکز تنش افزایش یافته و با پیشروی سریعتر ترک، ناحیه تحت تنش کاهش می یابد. در نهایت تنش افزایش یافته و ناحیه باقیمانده به صورت ناگهانی گسیخته می شود. در واقع گسیختگی خستگی با دو ناحیه متمایز گسیختگی مشخص می شود، اولی از گسترش پیشرونده ترک و دومی از شکست ناگهانی ایجاد می گردد که از لحاظ ظاهری بسیار شبیه به شکست ماده ترد است. شکل زیر گسیختگی خستگی یک قطعه را نشان می دهد که نواحی تیره نشانگر گسترش پیشرونده ترک و ناحیه روشن تر نشان دهنده شکست ناگهانی قطعه است.

Fatigue-Fracture

در گسیختگی استاتیکی قطعات، معمولا خیز زیادی در محل گسیختگی مشاهده می شود، زیرا تنش اعمال شده از استحکام تسلیم فراتر رفته است. به همین دلیل با مشاهده این پدیده قطعه پیش از شکست می تواند تعویض شود. اما کسیختگی خستگی در قطعات، پیش آگاهی نمی دهد و ناگهانی و خطرناک است. به همین دلیل طراحی برای استحکام در برابر گسیختگی خستگی از پیچیدگی های بیشتری برخوردار است.

درباره نویسنده

یک دیدگاه بگذارید

حمایت