Grafici della fatica

Dopo avere effettuato l'analisi della fatica, si potrà rappresentare graficamente la vita, il danno e il fattore di sicurezza del modello.

Supponiamo di eseguire un'analisi statica e definire uno studio di fatica con l'analisi statica come solo evento che avviene N volte. Considerare la curva S-N per il materiale nel modo illustrato:

Il programma, in base al rapporto di caricamento, determina una sollecitazione alternativa corretta dal valore di sollecitazione dello studio statico per ogni modalità.

Nel grafico sopra riportato, il punto verde rappresenta la sollecitazione alternativa (coordinata Y) e il numero di cicli per il quale l'evento avviene (coordinata X) per un nodo. Una su tre possibili risultati possono avvenire per ogni nodo:
  • il punto giace sopra la curva. Il fallimento della fatica è predetta in quel punto.
  • il punto giace sotto la curva. Il fallimento della fatica non avviene in quel punto.
  • Il punto giace fuori il range della curva S-N. La sollecitazione alternativa corretta nel modello deve essere entro il range di sollecitazione della curva S-N. Inoltre, il numero di cicli (N) deve essere entro il range di cicli della curva S-N. Altrimenti, invece di un punto di intersezione, il programma utilizzerà il punto finale della curva S-N.
Per semplificare la discussione, non abbiamo considerato gli scenari in cui curve S-N multiple per un materiale e diversi eventi vengono definiti.

Questa tabella descrive Vita, Danno e Fattore di sicurezza.

Grafici della fatica Descrizione Relazione Note
Vita I numeri di cicli che causa il fallimento in un punto del modello. Nel grafico è l'intersezione tra la linea orizzontale per σ e la curva S-N. Vita = N - ΔN
  • Il grafico della vita è disponibile solo quando si definisce un evento singolo.
  • Il valore vita dipende solo dal valore di sollecitazione in un punto e nella curva S-N. Non dipende dal numero di cicli di fatica.
  • Se la sollecitazione alternativa corretta nel modello cade sotto il livello di sollecitazione dell'ultimo punto della curva S-N, il programma prenderà il numero di cicli definito per l'ultimo punto della curva S-N, a meno che non si definisca e si selezioni l'opzione Vita infinita nelle Proprietà dello studio di fatica, nel cui caso la Vita infinita sarà presa per calcolare il Danno.
  • Se l'evento è di Ampiezza variabile (invece di Ampiezza costante), i risultati Vita dati dall'analisi della fatica sono in termini di blocchi invece di cicli, dove i blocchi sono definiti come la cronologia di carico totale (compreso il numero di ripetizioni dell'evento nella curva) specificato dall'utente.
Danno Il fattore del danno cumulativo in percentuale o la vita in percentuale consumata. Danno = N/(N - ΔN)
  • Un valore di 1 indica che gli eventi di fatica definiti consumano 100% della vita del modello in quel punto.
Fattore di sicurezza Il rapporto del valore di sollecitazione che causa il fallimento della fatica sulla sollecitazione σ. FOS = (σ-Δσ)/σ
  • Il grafico FOS (Fattore di sicurezza) è disponibile solo quando un evento singolo viene definito nello studio della fatica.
  • Un fattore di sicurezza di 2.0 in un punto predice il fallimento in quel punto se i carichi applicati vengono moltiplicati per 2.0.