Kurva SN/ kurva Woehler

Kurva S-N menunjukkan jumlah perubahan beban yang dapat ditahan hingga material mengalami retak/fractured. Nilai ini diturunkan dari high cycle fatigue tests dengan menerapkan beban pada constant amplitude (juga disebut S-N test) sesuai DIN 50100, dan dibagi menjadi tiga area low cycle fatigue (K), finite life fatigue (Z) dan high cycle fatigue D.

Daerah dibatasi oleh jumlah siklus N

Low cycle fatigue100–30.000 siklus
Finite life fatigue sekitar 2.000.000 siklus
High cycle fatigue hingga tak terhingga

Dari diagram S-N Anda dapat melihat jumlah maksimum load changes untuk suatu load amplitude tertentu. Ini tergantung pada sifat material, gaya dan jenis aplikasi beban (beban kompresi berdenyut, beban tarik berdenyut atau beban bolak-balik).

Deskripsi Low cycle fatigue Finite life fatigue high cycle fatigue Alat software Standar Mesin pengujian

Kurva SN dari Spesimen Material Halus (Rasio Tegangan R = -1)

Dalam contoh kita, amplitudo tegangan nominal S_a dan jumlah siklus N> diterapkan secara logaritmik. Dalam representasi logaritmik ganda, wilayah umur fatik berhingga mewakili garis lurus. Kurva yang dihasilkan ditetapkan sebagai S-N curve.

Kurva SN dibagi menjadi fatik siklus rendah, masa fatik terbatas dan fatik siklus tinggi

Deskripsi Kurva SN:

R_m static strength (disni tensile strength)
S_a Nominal stress amplitude
S_aD High cycle fatigue strength
N Jumlah siklus yang dapat ditoleransi
N_D Jumlah siklus beban tepi
N_G Batas jumlah siklus
K fatik siklus rendah / kekuatan fatik siklus rendah
Z Umur fatik terbatas / kekuatan umur fatik terbatas
D Fatik siklus tinggi / kekuatan fatik siklus tinggi

Low Cycle Fatigue

Low cycle fatigue K adalah kisaran di bawah kira-kira. 10⁴ hingga 10⁵ load cycles.

Kekuatan fatik siklus rendah ditentukan dengan low cycle fatigue (LCF) test. Dalam kisaran ini, material dan komponen diberi tekanan sejauh deformasi plastis terjadi selama siklus, dan material gagal pada tahap awal. Model Coffin-Manson sering digunakan untuk representasi yang lebih detail.

Beban yang mengarah ke fraktur spesimen dalam seperempat siklus, disebut sebagai kekuatan statis, yang juga ditentukan dengan tensile test.

Kekuatan statis pada kurva SN (fatik siklus rendah)

Finite Life Fatigue

Umur fatik terbatas Z adalah kisaran antara 10⁴ and 2·10⁶ siklus (bergantung pada material). Dalam rentang umur fatik yang terbatas, spesimen selalu mencapai kondisi kriteria kegagalan (misalnya retak atau patah).

Kekuatan umur fatik hingga ditentukan dengan high cycle fatigue (HCF) test. Setelah dilakukan pengujian didapatkan jumlah siklus beban pada satu amplitudo beban.

Finite life fatigue curve

Dalam representasi logaritmik ganda, kurva SN hampir lurus. Kurva ini (dengan kemiringan -k) disebut sebagai kurva umur fatik terbatas.

Kurva SN dengan kurva masa fatik yang terbatas

Fatik Bersiklus Tinggi

Fatik siklus tinggi D menunjukkan batas tegangan yang dapat ditanggung material selama pemuatan cyclic tanpa tanda-tanda fatik atau kegagalan yang signifikan. High cycle fatigue ditentukan selama high cycle fatigue test .

Di area dengan fatik siklus tinggi, sejumlah siklus N_G akan dibuat. Jika spesimen gagal sebelum mencapai jumlah siklus yang terbatas ini, itu dianggap sebagai "gagal". Material yang, selama high cycle fatigue test , mampu bertahan lebih dari 1.000.000 siklus tanpa mengalami fracture dianggap memiliki fatigue resistance.

Konsep fatik siklus tinggi menghasilkan tegangan yang diizinkan secara signifikan lebih rendah daripada konsep statis.

Jalannya kurva SN (Woehler) dalam rentang fatik siklus tinggi dibagi menjadi 3 jenis:

Arah horizontal dari kurva SN: Kekuatan fatik siklus tinggi yang diucapkan atau kekuatan fatik jangka panjang sering terjadi dengan baja feritik
Penurunan lebih lanjut dari kurva SN dengan kemiringan yang lebih rendah: sering terjadi pada baja austenitik atau aluminium
Setelah jalur horizontal awal, kurva SN turun sekitar 10⁸ siklus: cacat internal menyebabkan retakan di bawah permukaan

Kurva S-N menggunakan software pengujian testXpert

Dengan alat Evaluasi Data Fatik ZwickRoell, Anda dapat menghitung kurva S-N berdasarkan hasil pengujian yang telah dibuat sebelumnya. Hal ini segera memberikan kurva karakteristik dalam format yang diinginkan.

Standar yang Relevan untuk Penentuan Kurva SN

DIN 50100 - Pengujian fatik yang dikendalikan beban - Eksekusi dan evaluasi pengujian cyclic pada amplitudo beban konstan pada spesimen dan komponen logam
ASTM E466-15 - Praktik Standar untuk Melakukan Uji Fatik Aksial Amplitudo Konstan yang Terkendali dari Bahan Logam
ISO 1099 - Material logam - Pengujian fatik - Metode kontrol gaya aksial
DIN EN 6072 - Seri kedirgantaraan - Bahan logam - Metode pengujian - Pengujian fatik amplitudo konstan