Dialogové okno Materiál – záložka SN křivky únavy

Použijte záložku SN křivky únavy pro definování křivek SN pro únavovou studii. Křivky SN se používají pouze ve studiích únavy.

Zdroj

Zobrazení tohoto dialogu:

Otevřete díl, klepněte pravým tlačítkem myši na Materiál ve stromu FeatureManager a vyberte Upravit materiál.

Záložka SN křivky únavy je k dispozici pouze když je přidán software SOLIDWORKS Simulation.

Pro některé materiály jsou již křivky únavy SN definovány v knihovně materiálů SOLIDWORKS. Takové materiály jsou v seznamu materiálů v knihovně materiálů označeny příponou (SN) na konci názvu. Odkaz týkající se křivek SN je Atlas of Fatigue Curves, ASM International.

Nastavuje schéma interpolace a zdroj dat.
Interpolovat Nastavuje schéma pro interpolaci střídavých napětí proti počtu cyklů křivky SN.
  • Log-log.

    Logaritmická interpolace (základ 10) pro počet cyklů a střídavé napětí. Tato volba se doporučuje u křivek SN, které mají pouze málo bodů dat rozptýlených po obou osách (kromě případů, kdy je pro křivku vhodné jiné schéma interpolace).

  • Semi-log. Lineární interpolace pro napětí a logaritmická pro počet cyklů. Použití této volby se doporučuje u křivek SN s relativně malým rozsahem napětí v porovnání s odchylkou v počtu cyklů (kromě případů, kdy je pro křivku vhodné jiné schéma interpolace).
  • Lineární. Lineární interpolace pro napětí i počet cyklů. Tato volba se doporučuje pro křivky SN s velkým množstvím bodů dat (kromě případů, kdy je pro křivku vhodné jiné schéma interpolace)

    Příklad interpolačních schémat SN

    V některých případech je křivka SN dostupná ve formě rovnice, kterou získáte po dosazení experimentálních dat. Pokud v takových případech rovnice odpovídá jednomu ze schémat interpolace, je vhodné definovat body dat pouze na okrajích křivky a použít příslušné schéma interpolace.
Určit Definuje data křivky ručně. Vybírejte až z deseti křivek v nabídce.
Odvodit z materiálu modulu pružnosti Odvodí křivku SN automaticky podle křivek SN ASME a modulů pružnosti referenčního materiálu a aktivního materiálu. Zdrojová křivka SN se zobrazuje v náhledu.
  • Založeno na křivkách ASME Austenitické oceli
  • Založeno na křivkách ASME Uhlíkové oceli

Křivka SN se odvodí dělením hodnot napětí referenční křivky SN hodnotami modulu pružnosti referenčního materiálu ASME a násobením modulem pružnosti aktuálního materiálu. Přidružené počty cyklů se nemění.

Definujte únavovou rovnici S-N (pro analýzu únavy následkem náhodných vibrací) K dispozici pro únavové studie, které jsou založeny na výsledcích dynamických studií náhodných vibrací.

Tabulka dat

Uvádí data křivky. Dostupné pouze v případě, že je v poli Zdroj vybrána volba Určit.
Koeficient napětí (R) Dostupné pouze v případě, že je vybrána položka Určený uživatelem pod položkou Vybrat zdroj materiálu.
Jednotky Jednotky střídavého napětí.
Pokud chcete zadávat hodnoty, zkontrolujte si ještě před zadáním, zda jste vybrali správné jednotky.
Tabulka dat křivky Jestliže definujete křivku ručně, zadejte dvojice hodnot počtu cyklů a střídavého napětí. Pokud je křivka odvozena podle referenční křivky SN ASME, je uvedena křivka v měřítku.
Tabulku lze vyplňovat pomocí kopírování a vkládání.
File Importuje data křivky ze souboru. Dostupné pouze v případě, že je vybrána položka Určený uživatelem pod položkou Vybrat zdroj materiálu.
Zobrazit Zobrazuje graf aktuálních dat v tabulce.
Odstranit Odstraní vybraný řádek dat. Dostupné pouze v případě, že je vybrána položka Určený uživatelem pod položkou Vybrat zdroj materiálu.
Chcete-li použít stejnou křivku SN na těla s různými materiály, klepněte pravým tlačítkem ve stromě únavové studie na Díly a vyberte Použít data únavy na všechna těla.

Rovnice S-N křivky (Basquinova rovnice)

K dispozici pro únavové studie, které jsou založeny na výsledcích lineárních dynamických studií náhodných vibrací.

Basquinovy konstanty odhadněte podle křivky S-N Vyberete-li tuto volbu, program na základě daných datových bodů na křivce S-N vypočte konstanty Basquinovy rovnice.

U vysokocyklové únavy (počet cyklů N > 104) lze křivku S-N při vykreslení s použitím dvojité logaritmické stupnice aproximovat přímkou. Basquinova rovnice vyjadřuje zákon síly pro vztah mezi použitými cykly únavového napětí (S) ve směru osy Y a počtem cyklů (N) ve směru osy X.

Basquinova rovnice platí pouze do meze únavy, označované také jako provozní odolnost.
Mez únavy je nejvyšší střídavé napětí, které nezpůsobí selhání v důsledku únavy. Pokud je tedy střídavé napětí menší nebo rovno mezi únavy, bude množství cyklů napětí, které způsobí selhání, velké (prakticky nekonečné). Mez únavy je obvykle definována pro střídavá napětí s nulovou průměrnou hodnotou. Mez únavy se nazývá také provozní odolnost. Některé kovy měřitelnou mez únavy nemají.
Program bere u Basquinovy rovnice v úvahu hodnoty rozsahu napětí. Hodnoty střídavého napětí (Sa) na křivce S-N násobí dvěma, aby se zohlednilo plně reverzní zatížení (Sr = 2 × Sa).
Basquinova rovnice únavové křivky S-N vypadá následovně:
  • N = B / (Sr) m nebo
  • log (Sr) = B - m log (N)
Vyberete-li tuto možnost, jsou možnosti Konstanta specifická pro rovnici (B) a Sklon křivky S-N (m) neaktivní. Software vypočítá hodnoty konstant B a m tak, že s využitím metody nejmenších čtverců proloží datovými body křivky S-N přímku. Tyto konstanty jsou parametry materiálu, určené únavovými zkouškami s různým namáháním.
Jednotky Určuje jednotky pro rozsah napětí Sr.
Bod přerušení pro křivku S-N je umístěn do řádku. Nastaví bod přerušení pro křivku S-N, která se uvažuje pro výpočet Basquinových konstant. Zadáte-li 0 nebo 1, budou se při proložení přímky metodou nejmenších čtverců uvažovat všechny datové body na křivce S-N.
Pokud například zadáte 4, bude se při proložení přímky a výpočtu Basquinových konstant B a m uvažovat sada dat v prvních čtyřech řádcích křivky S-N. Jako bod přerušení se doporučuje použít mez únavy. Za bodem přerušení se křivka S-N uvažuje jako vodorovná čára.
Konstanta specifická pro rovnici (B) Zadejte hodnotu (musí se jednat o kladné reálné číslo) konstanty B specifické pro křivku S-N. Toto je hodnota rozsahu napětí Sr v jednom cyklu.
Sklon křivky S-N (m) Zadejte hodnotu m (musí to být kladné celé číslo) pro sklon křivky S-N. Jsou-li známy dva datové body (N1, S1) a (N2, S2 ), je sklon m křivky S-N dán takto:
Zdroj Zadejte informace o zdroji dat pro S-N.
Zobrazit Výběrem této možnosti zobrazíte graf křivky S-N.
Save Uloží křivku data křivky S-N ve formátu *.dat nebo *.csv (hodnoty oddělené čárkou).

Příklad interpolačních schémat SN

Předpokládejme, že jste definovali křivku SN, která má tyto dva za sebou jdoucí datové body:
Počet cyklů (N) Logaritmus (N) Střídavé napětí (S) Logaritmus (S)
1000 3 50 000 psi 4.699
100,000 5 40 000 psi 4.602
Pro napětí 45000 psi program načte počet cyklů podle schématu interpolace SN tímto způsobem:
Log-Log křivka SN. Osy X a Y představují logaritmy počtu cyklů a napětí. Program použije logaritmus 45000 (což je 4,653) a provede lineární interpolaci. Podle tohoto postupu je počet cyklů 103.944 = 8,790.
Semi-Log křivka SN. Osa X reprezentuje logaritmus počtu cyklů, zatímco osa Y představuje napětí. Při hodnotě napětí 45000 psi program provede lineární interpolaci a vypočítá počet cyklů jako 104=10,000.
Lineární křivka SN. Osy X a Y představují počet cyklů a napětí. Při hodnotě napětí 45000 psi program provede lineární interpolaci a vypočítá počet cyklů jako 50500.