Pindah ke halaman konten

Kurva SN/ kurva Woehler

Kurva SN diturunkan dari high cycle fatigue tests dengan menerapkan beban pada amplitudo konstan (juga uji SN) ke DIN 50100, dan dibagi menjadi wilayah low cycle fatigue K, finite life fatigue Z dan high cycle fatigue D.

Daerah dibatasi oleh jumlah siklus N

  • Fatik siklus rendah 100-30.000 siklus
  • Umur fatik hingga sekitar. 2.000.000 siklus
  • Fatik siklus tinggi hingga tak terbatas

Dari diagram SN Anda dapat membaca jumlah maksimum perubahan beban untuk amplitudo beban tertentu. Ini tergantung pada sifat material, gaya dan jenis aplikasi beban (beban kompresi berdenyut, beban tarik berdenyut atau beban bolak-balik).

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

Dalam contoh kita, amplitudo tegangan nominal Sa 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.

    Deskripsi Kurva SN:

    • Rm static strength (disni tensile strength)
    • Sa Nominal stress amplitude
    • SaD High cycle fatigue strength
    • N Jumlah siklus yang dapat ditoleransi
    • ND Jumlah siklus beban tepi
    • NG Jumlah ambang 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.

    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.

    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.

    Di area dengan fatik siklus tinggi, sejumlah siklus NG akan dibuat. Jika spesimen gagal sebelum mencapai jumlah siklus yang terbatas ini, itu dianggap sebagai "gagal". Bahan yang, selama uji fatik siklus tinggi, bertahan lebih dari 1.000.000 siklus tanpa patah dianggap tahan lelah. 

    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

    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

    Mesin Pengujian untuk Penentuan Kurva SN

    Top