Vysokocyklová únavová zkouška (zkouška S-N) podle DIN 50100, ASTM E466-15, ISO 1099
Při vysokocyklové únavové zkoušce (také S-N zkouška) podle DIN 50100 / ASTM E466-15 / ISO 1099 je materiál nebo součást namáhána periodicky se měnícím (cyklickým) zatěžováním. ASTM D3479 popisuje zkoušku na kompozitech.
Zkouška vysokocyklové únavy se používá ke stanovení únavové pevnosti v oblasti časové životnosti a vysokocyklové únavové pevnosti při zatížení v tahu a tlaku, ohybu a krutu. Zejména v případě součástí může vysokocyklová únavová zkouška určit slabá místa, která lze následně odstranit konstrukčními nebo materiálovými úpravami. Nízkocyklová únavová pevnost se při vysokocyklové únavové zkoušce nezohledňuje – určuje se při nízkocyklové únavové zkoušce.
Při vysokocyklové únavové zkoušce jsou amplituda zatížení a střední zatížení během jednostupňové únavové zkoušky konstantní. V závislosti na velikosti amplitudy zatížení lze na vzorek působit různou frekvencí, než dojde k jeho porušení.
Provedení zkoušky S-N křivka Únavová křivka časové životnosti Zkušební stroje Další zkoušky
Provedení vysokocyklové únavové zkoušky podle DIN 50100 / ASTM E466-15 / ISO 1099
Při vysokocyklové únavové zkoušce se zjišťuje únavová pevnost a časová životnost materiálů nebo součástí. Tyto cyklické zkoušky se provádějí na sérii několika vzorků.
- Zkouška S-N se provádí tak dlouho, dokud nedojde k definovanému porušení vzorku (lom, trhlina).
- Pro tuto zkoušku je definován určitý počet cyklů (prahový počet cyklů). Pokud vzorek dosáhne tohoto prahového počtu cyklů bez znatelného porušení, je považován za dostatečně spolehlivý.
Střední, vysoké a nízké napětí cyklického zatížení jsou pro každou vysokocyklovou únavovou zkoušku konstantní. U zkoušek na téže křivce S-N se mění buď pouze střední napětí, nebo pouze poměr mezi horním a dolním napětím.
S-N křivka (Woehlerova křivka)
Naměřené hodnoty amplitudy cyklického napětí a počtu cyklů dosažených při několika vysokocyklových únavových zkouškách lze znázornit křivkou S-N.
Z diagramu S-N lze vyčíst maximální počet cyklů pro určitou amplitudu zatížení.
S-N křivka je rozdělena do tří oblastí:
- Únava při nízkém počtu cyklů K: vysoká amplituda zatížení vyvolá ve vzorku plastickou deformaci a způsobí jeho porušení po nízkém počtu cyklů. Problematika nízkocyklové únavy není v normě DIN 50100 zahrnuta.
- Vysokocyklová únava Z: v závislosti na velikosti amplitudy zatížení vydrží vzorek pouze určitý počet cyklů.
- Únava při vysokých počtech cyklů D: v závislosti na amplitudě zatížení dochází k lomu anebo porušení.
Časová únavová křivka
V logaritmickém zobrazení představuje oblast únavové časové životnosti na křivce S-N více méně přímkovou závislost. Tato přímka se označuje jako únavová křivka časové životnosti.
Poloha a sklon únavových křivek časové životnosti závisí na řadě vlivů:
- Materiál
- Geometrie zkušebního tělesa
- Způsob zatěžování
- Podmínky výroby
- Tepelné zpracování
- Drsnost povrchu
