Коррекция среднего напряжения
Амплитуда знакопеременного напряжения цикла напряжений вычислена как половина диапазона напряжения в цикле. Величина разрушения, вызванного циклом напряжений, зависит не только от знакопеременного напряжения, но также от среднего напряжения. Например, два цикла ниже имеют одинаковое знакопеременное напряжение, но так как они имеют различные средние значения напряжения, они вызовут различные количества разрушений.
Влияние среднего значения напряжения на число циклов до разрушения показано на следующем графике, называемой графиком Хейга.
Среднее напряжение равно нулю, только когда нагрузка равна полностью реверсивная. В большинстве простых случаев S-N кривая с тем самым R-коэффициентом, который обеспечивает нагрузка. В этом случае S-N кривая используется непосредственно, поскольку коррекция не требуется. Если вы определите кривые S-N с различными R-коэффициентами, программное обеспечение считает среднее напряжение путем линейной интерполяции между кривыми. Если имеется только одна S-N кривая с R-коэффициентом, который отличается от R-коэффициента нагрузки, необходима коррекция.
Программа всегда использует напряжение по Мизесу для вычисления среднего напряжения. Поскольку напряжение по Мизесу является положительной величиной, программа присваивает ему знак первого среднего значения главного напряжения в целях вычисления ассоциированного среднего напряжения.
Определения
Для обсуждения методов коррекции, давайте определим следующие переменные цикла напряжений:
Sмакс. = максимальное напряжение
Sмин. = минимальное напряжение
DS = диапазоном напряжений = Sмакс.- Sмин.
Sa = знакопеременное напряжение = (Sмакс. - Sмин.)/2
Sсреднее = среднее напряжение = (Sмакс. + Sмин.)/2
R = Коэффициент напряжения = Sмин./Sмакс.
A = амплитудный коэффициент = S/Sсреднее
Перечислены коэффициенты напряжения и амплитуд для некоторых распространенных нагрузок:
|
Тип нагрузки |
Коэффициенты напряжения и амплитуд |
|
Полностью реверсирована |
R = -1, A = бесконечность |
|
От нуля до максимума |
R = 0, A = 1 |
|
От нуля до минимума |
R = бесконечность, A = -1 |
Методы коррекции
В следующем выражении пусть:
Sca = скорректированное знакопеременное напряжение (на основании нулевого среднего),
SY = предел текучести, а
Su = предел прочности
Программное обеспечение предлагает следующие методы вычисления Sca:
|
Метод |
Уравнение |
|
1. Метод Гудмена - обычно подходит для хрупких материалов: |
|
|
2. Метод Гербера - обычно подходит для пластичных материалов |
|
|
3. Метод Содерберга - обычно наиболее занижен |
|
Для событий как с переменной, так и с постоянной амплитудой, программное обеспечение рассчитывает среднее напряжение в дополнение к знакопеременному напряжению для каждого цикла, а затем оно оценивает скорректированное напряжение, используя заданные критерии.
Связанные разделы
Определения
Оценка знакопеременных напряжений из событий усталости материалов постоянной амплитуды
Выполнение анализа усталости
Кривая S-N
Эпюры усталости