خواص خستگی

خواص خستگی

ترک خوردگی خستگی یکی از مکانیسم های آسیب اولیه اجزای ساختاری است. نتایج ترک خوردگی خستگی از تنش چرخه ای که در زیر تنش کششی نهایی، و یا حتی استرس عملکرد مواد هستند. نام "خستگی" در مفهوم که یک ماده می شود "خسته" و نتواند در سطح استرس پایین تر از قدرت اسمی از مواد است. حقایق که نقاط قوت های فله اصلی طراحی بیش از حد نیست و تنها علامت هشدار دهنده از شکست قریب الوقوع است اغلب سخت به نرم افزار، باعث آسیب خستگی به خصوص خطرناک است.

عمر خستگی از کامپوننت را می توان به عنوان تعداد چرخه های بارگذاری مورد نیاز برای شروع یک ترک خستگی و برای انتشار نرم افزار به اندازه بحرانی بیان شده است. بنابراین، می توان گفت که شکست خستگی در سه مرحله رخ می دهد - شروع ترک کند، رشد و پایدار ترک و شکستگی سریع.

همانطور که قبلا بحث، جابه جایی نقش عمده ای در مرحله نرم افزار شروع خستگی. در مرحله اول، دررفتگی تجمع غلظت در نزدیکی سطح تنش و شکل ساختار باند لغزش مداوم (PSB) پس از تعداد زیادی از سیکل بارگذاری نامیده می شود. PSBs مناطق هستند که فراتر از (اکستروژن) و یا کمتر (نفوذ) در سطح جزء با توجه به حرکت مواد در امتداد هواپیما لغزش. این برگ گام های کوچک در سطح است که به عنوان risers استرس که در آن ترک کوچک می تواند آغاز خدمت می کنند. این نرم افزار کوچک (نام microcracks) هسته در امتداد هواپیما تنش برشی بالا است که اغلب 45 درجه به جهت بارگذاری.

در مرحله دوم از خستگی، برخی از microcracks کوچک با هم و شروع به تبلیغ از طریق ماده در یک جهت است که عمود بر تنش کششی حداکثر. در نهایت، رشد از یک یا چند شکاف از شکاف بزرگتر تسلط بیش از بقیه از ترک. با بارگذاری چرخهای ادامه، رشد ترک تسلط یا ترک خود ادامه خواهد داد تا بخش uncracked باقی مانده از مولفه های دیگر می تواند حمایت از بار. در این نقطه، چقرمگی شکست تجاوز کرده و باقی مانده بخش از مواد را تجربه شکست سریع. این شکستگی بیش از حد سریع، مرحله سوم از شکست خستگی است.

عوامل مؤثر بر عمر خستگی 
به منظور ترک خستگی را به آغاز، سه عامل اساسی لازم است. اول، الگوی بارگذاری باید مقادیر حداقل و حداکثر اوج با تنوع به اندازه کافی بزرگ و یا نوسان داشته باشد. اوج ارزش ها ممکن است در کشش و یا فشرده سازی و ممکن است در طول زمان تغییر اما چرخه بارگیری معکوس باید به اندازه کافی بزرگ برای شروع ترک خستگی. ثانیا، سطح استرس اوج باید از ارزش به اندازه کافی بالا باشد. اگر تنش به اوج خود بیش از حد کم، بدون شروع نرم افزار رخ خواهد داد. ثالثا، مواد باید به اندازه کافی بزرگ تعداد سیکل های تنش اعمال شده را تجربه کنند. تعداد سیکل مورد نیاز برای شروع و رشد ترک تا حد زیادی وابسته به عوامل.

علاوه بر این سه عامل اساسی هستند، یک میزبان از متغیرهای دیگر مانند، تمرکز تنش، خوردگی، دما، اضافه بار، ساختار وابسته به فن استخراج و ذوب فلزات، و تنش های باقی مانده که می تواند تمایل برای خستگی تاثیر می گذارد وجود دارد. از آنجا که ترک خستگی در یک سطح آغاز، شرایط سطح جزء به حال بارگذاری شده بر عمر خستگی خود را داشته باشد. خشونت سطحی مهم است دلیل آن است که به طور مستقیم به سطح و تعداد میزان استرس در سطح مربوط است. غلظت بالاتر استرس بیشتر احتمال دارد یک نرم افزار است به هسته است. سطوح صاف افزایش زمان به هسته. شکاف ها، خراشیدگی ها، و سایر استرس risers کاهش عمر خستگی. تنش سطحی باقی مانده نیز اثر قابل توجهی بر عمر خستگی را داشته باشد. تنش فشاری باقی مانده از ماشینکاری، کار سرد، عملیات حرارتی، یک بار کششی و مخالفت در نتیجه پایین دامنه از بارگذاری چرخه ای

شکل انواع مختلفی از بارگیری است که می تواند آغاز یک ترک خستگی را نشان می دهد. رقم بالایی سمت چپ را نشان می دهد بارگذاری سینوسی رفتن را از یک تنش کششی به تنش فشاری. برای این نوع چرخه تنش، تنش حداکثر و حداقل مساوی هستند. تنش کششی مثبت در نظر گرفته شده است، و تنش فشاری منفی است. رقم در سمت راست بالا نشان می دهد بارگذاری سینوسی حداقل و حداکثر تنش در هر دو قلمرو کششی است. بارگذاری فشرده سازی چرخهای نیز می تواند سبب خستگی شود. این رقم پایین تر بارگذاری دامنه متغیر، که ممکن است با تجربه یک پل و یا بال هواپیما و یا هر جزء دیگری که تجربه تغییر الگوهای بارگذاری را نشان می دهد. در حال بارگذاری دامنه متغیر، فقط آن دسته از چرخه های بیش از حد آستانه اوج ترک خستگی کمک می کند.

فیروز رضائی ; ٥:٢٧ ‎ب.ظ ; ۱۳٩۱/٢/۱٩