Ga naar de inhoud van de pagina

High cycle fatigue test (S-N test) volgens DIN 50100, ASTM E466-15, ISO 1099

High Cycle Fatigue (HCF) Test

Tijdens een high cycle fatigue test (ook S-N test) volgens DIN 50100 / ASTM E466-15 / ISO 1099, wordt een materiaal of component belast met een periodiek veranderende (cyclische) belasting. ASTM D3479 beschrijft de test op composieten. 

De high cycle fatigue test wordt gebruikt voor de bepaling van de beperkte levensduur en high cycle fatigue sterkte voor trek-, druk-, buig- en torsiebelasting. Vooral bij het testen van componenten kan de high cycle fatigue test zwakke punten blootleggen die vervolgens weggewerkt kunnen worden via het ontwerp of een verandering van materiaal. De low cycle fatigue sterkte wordt niet bekeken tijdens een high cycle fatigue test - deze wordt bepaald in een low cycle fatigue test.

Tijdens high cycle fatigue tests blijven de belastingsamplitude en de gemiddelde belasting constant in het geval van een ééntraps vermoeiingstest. Afhankelijk van de grootte van de belastingsamplitude, kan ze toegepast worden bij verschillende frequenties vooraleer het sample breekt.

Uitvoering van de high cycle fatigue test volgens DIN 50100 / ASTM E466-15 / ISO 1099

In een high cycle fatigue test worden de beperkte levensduur en de high cycle fatigue sterkte van materialen of componenten bepaald. Hiervoor worden een aantal sample cyclisch belast.

  • De S-N test loopt tot een vastgelegde fout ontstaat in het sample (breuk, scheur).
  • Voor de test wordt een bepaald aantal cycli (drempelwaarde aantal cycli) vastgelegd. Als het sample dit aantal cycli bereikt zonder herkenbare schade, wordt het beschouwd als duurzaam of bestand tegen vermoeiing.

De gemiddelde, hoge en lage spanningswaarden van de cyclische belasting zijn constant bij elke high cycle fatigue test. Voor tests voor dezelfde S-N curve wordt ofwel enkel de gemiddelde spanning, of enkel de verhouding tussen hoge en lage spanningsgrenzen gewijzigd.

S-N curve (Wöhler curve)

De meetwaarden van cyclische spanningsamplitude en aantal cycli uit verschillende high cycle fatigue tests leveren de S-N curve.

In het S-N diagram kan je het maximaal aantal lastwissels aflezen voor een bepaalde belastingsamplitude.

De S-N curve is verdeeld in drie gebieden:

  • Low cycle fatigue K: hoge belastingsamplutude zorgt voor plastische rek in het sample en veroorzaakt schade na een laag aantal cycli. Het gebied van de low cycle fatigue wordt niet beschreven in de norm DIN 50100.
  • Beperkte levensduur Z: afhankelijk van de grootte van de belastingsamplitude, weerstaat het sample slechts een bepaald aantal cycli.
  • High cycle fatigue D: afhankelijk van de belastingsamplitude overleeft het sample al dan niet het aantal vooropgestelde cycli.

Beperkte levensduurcurve

In een dubbel logaritmische weergave, is het beperkte levensduurgebied van de S-N curve bijna recht. Deze rechte lijn wordt ook de beperkte levensduurcurve genoemd.

De positie en de helling van de beperkte levensduurcurve hangt af van een aantal factoren:

  • Materiaal
  • Geometrie van het sample
  • Type belasting
  • Productie-omstandigheden
  • Thermische behandelingen
  • Oppervlakteruwheid

Producten voor de high cycle fatigue test volgens DIN 50100 / ASTM E466-15 / ISO 1099

Om de belastingsamplituden nodig voor high cycle fatigue tests op te wekken, kunnen verschillende testmachines gebruikt worden. De testmachine moet in staat zijn veranderingen in de stijfheid van het sample of de testopstelling te compenseren.

Top