A amplitude da tensão alternada em um ciclo de tensão é calculada como metade do intervalo de tensão do ciclo. A extensão dos danos causados por um ciclo de tensão depende não apenas da tensão alternada, mas também da tensão média. Por exemplo, os dois ciclos abaixo possuem a mesma tensão alternante, mas como possuem tensões médias diferentes, eles causam diferentes extensões de dano.
O efeito das tensões médias dos ciclos nas falhas é ilustrado pelo seguinte diagrama, chamado de diagrama de Haigh.
A tensão média só e zero quando a carga é totalmente reversível. O caso mais simples tem uma curva S-N com a mesma taxa-R que a fornecida pela carga. Neste caso, a curva S-N é usada diretamente, uma vez que nenhuma correção é necessária. Se você definir curvas S-N com taxas-R diferentes, o software considera a tensão em função da interpolação linear entre as curvas. Se apenas uma curva S-N com uma taxa-R diferente do carregamento for fornecida, uma correção será necessária.
O programa sempre usa a tensão de von Mises para calcular a tensão média. Uma vez que a quantidade von Mises é positiva, o programa atribui o sinal da primeira tensão principal média a ela, com o objetivo de calcular a tensão média associada.
Definições
Para discutir os métodos de correção, vamos definir as seguintes variáveis para ciclos de tensão:
Smáx = tensão máxima
Smín = tensão mínima
ΔS = stress range = Smax - Smin
Sa = tensão alternada = (Smáx - Smín)/2
Smédia = tensão média = (Smáx - Smín)/2
R = Taxa de tensão = Smín/Smáx
A = taxa de amplitude = Sa/Smédia
As taxas de tensão e amplitude de alguns carregamentos comuns estão listadas:
| Tipo de carregamento
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Taxas de tensão e amplitude
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|---|
| Reversão total
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R = -1, A = infinita
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| Zero a máximo
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R = 0, A = 1
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| Zero a mínimo
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R = infinita, A = -1
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Métodos de correção
Nos casos a seguir, considere:
Sca = a tensão alternada corrigida (com base na média zero),
Sy = limite de resistência e
Su = resistência máxima
O software oferece os seguintes métodos de cálculo da S
ca:
| Método
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Equação
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|---|
| 1. Método de Goodman - geralmente adequado para materiais friáveis:
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| 2. Método de Goodman - geralmente adequado para materiais maleáveis
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| 3. Método de Soderberg - geralmente o mais conservador
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Para eventos de amplitude constantes e variáveis, o software calcula a tensão média além da tensão alternada para cada ciclo e avalia a tensão corrigida utilizando os critérios especificados.