Preskus z utrujanjem z visokim ciklom (preskus S-N) po DIN 50100, ASTM E466-15, ISO 1099
Pri preskusu utrujanja z visokim ciklom (tudi preskus S-N) po DIN 50100 / ASTM E466-15 / ISO 1099 je material ali sestavni del obremenjen z občasno spreminjajočo se (ciklično) obremenitvijo. ASTM D3479 opisuje preskus na kompozitih.
Preskus visokocikličnega utrujanja se uporablja za določanje končne življenjske trdnosti in visokocikličnega utrujanja za natezno, tlačno, upogibno in torzijsko obremenitev. Zlasti pri komponentah lahko preskus utrujanja z visokim ciklom določi šibke točke, ki jih je nato mogoče odpraviti s spremembami konstrukcije ali materiala. Trdnost utrujanja z nizkim ciklom se pri visokocikličnem preskusu utrujanja ne upošteva – določi se pri nizkocikličnem preskusu utrujanja.
V preskusu utrujanja z visokim ciklom sta amplituda in srednja obremenitev med enostopenjskim preskusom utrujanja konstantni. Glede na velikost amplitude obremenitve se lahko uporablja z različno pogostostjo, preden vzorec odpove.
Preskusna zmogljivost S-N krivulja Končna krivulja življenjskega utrujanja Preskusni stroji Drugi preskusi
Izvedba preskusa utrujanja z visokim ciklom po DIN 50100 / ASTM E466-15 / ISO 1099
Pri preskusih utrujanja z visokim ciklom se določita končna trdnost življenjskega utrujanja in visokociklična trdnost utrujanja materialov ali komponent. Za to so številni vzorci ciklično obremenjeni.
- Preskus S-N se izvaja, dokler ne pride do določene okvare vzorca (zlom, razpoka).
- Za ta preskus je določeno določeno število ciklov (mejno število ciklov). Če vzorec doseže to mejno število ciklov brez prepoznavne okvare, se šteje, da je vzdržljiv ali imenovan vzorec iztekanja.
Srednje, visoke in nizke napetosti ciklične obremenitve so konstantne pri vsakem preskusu utrujanja z visokim ciklom. Pri preskusih na isti krivulji S-N se spremeni bodisi samo povprečna napetost bodisi samo razmerje med visoko in nizko napetostjo.
Krivulja S-N (Woehlerjeva krivulja)
Izmerjene vrednosti amplitude ciklične napetosti in števila ciklov, določenih v več preskusih utrujanja pri visokih ciklih, dajo krivuljo S-N.
Iz diagrama S-N lahko preberete največje število sprememb obremenitve za določeno amplitudo obremenitve.
Krivulja S-N je razdeljena na tri regije:
- Nizkociklično utrujanje LCF K: visoka amplituda obremenitve povzroči plastično deformacijo vzorca in povzroči njegov odlom po majhnem številu ciklov. Področje nizkocikličnega utrujanja ni zajeto v standardu DIN 50100.
- Visokociklično utrujanje HCF Z: glede na velikost amplitude obremenitve lahko vzorec vzdrži le določeno število ciklov.
- Zelo visoko ciklično utrujanje VHCF D: glede na amplitudo obremenitve bo prišlo do prelomov in izpadov.
Končna krivulja življenjskega utrujanja
Pri dvojni logaritemski predstavitvi je končno območje življenjskega utrujanja krivulje S-N skoraj ravno. Ta ravna črta se imenuje tudi krivulja končnega življenjskega utrujanja.
Položaj in naklon končnih krivulj življenjskega utrujanja sta odvisna od številnih vplivov:
- Material
- Vzorčna geometrija
- Vrsta obremenitve
- Pogoji proizvodnje
- Termična obdelava
- Hrapavost površine
Izdelki za preskus utrujanja z visokim ciklom po DIN 50100 / ASTM E466-15 / ISO 1099
Za ustvarjanje amplitud obremenitve, potrebne za preskuse utrujanja z visokim ciklom, se lahko uporabljajo različni preskusni stroji. Preskusni stroj mora biti sposoben kompenzirati prilagoditve ali spremembe togosti vzorca ali preskusne naprave.
