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疲労寿命

疲労寿命は、疲労試験で使われる用語で、繰返し荷重下での材料の変形および破壊挙動を指します。

一定振幅での疲労寿命試験をS-N試験と呼びます。許容応力振幅は、対応するサイクル数を使用して決定されます。

1サイクルの特性データ

  • Σaa 振幅応力
  • Δσ 負荷レンジ
  • Σoo 最大負荷
  • Σuu 最小負荷
  • Σmm 中間負荷
  • R ストレスレシオ

疲労寿命を決定する荷重タイプ

疲労寿命試験では材料やコンポーネントは負荷の変化を受けます。これにより材料の許容負荷が減ってきます:引張強度に達する前に破損が発生する可能性があります;線形弾性範囲を超えていなくても部分的に。 

一般に、負荷の変化はサイクルとして解釈され、さまざまな負荷率で実行できます。 

負荷率の計算: R=σu / σo

S-N 曲線 (Woehler Curve)

S-N曲線は、DIN 50100の 繰返し疲労(S-N試験)から導き出され、低サイクル疲労 K有限寿命疲労 Z および高サイクル疲労 Dの領域に分かれます。

S-N曲線から、特定の振幅応力に対する応力変化の最大数を読み取ることができます。これは、材料特性、力と荷重の応力のかけ方(圧縮‐圧縮荷重、引張‐引張荷重、または引張‐圧縮荷重)に依存します。

低サイクル疲労

低サイクル疲労 K は約 104 から 105 のレンジで負荷をかけていきます。低サイクル疲労強さは 低サイクル疲労 (LCF )試験.で求めます。 

有限疲労寿命

有限疲労寿命 Z は104 と 2·106 サイクルのレンジで行われます (材料による)。 

有限疲労寿命強さは 高サイクル疲労 (HCF )試験.で求めます。試験後の結果は、1つの振幅応力での負荷サイクル数です。

高サイクル疲労

高サイクル疲労Dは、疲労または破損の重大な兆候なしに、材料が繰り返し荷重中に耐えることができる応力限界を表します。

高サイクル疲労試験中に、破壊せずに1,000,000サイクル以上耐える材料は、耐疲労性があると見なされます。 

疲労寿命を決定する製品

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