L'ampiezza della sollecitazione alternata per un ciclo di sollecitazione viene calcolata come la metà dell'intervallo di sollecitazione nel ciclo. L'entità del danno causato da un ciclo di sollecitazione dipende non solo dalla sollecitazione alternata, ma anche dalla sollecitazione media. Ad esempio, i due cicli in basso hanno la stessa sollecitazione alternata, ma poiché hanno diverse sollecitazioni medie, provocano diverse tipologie di danno.
L'effetto delle sollecitazioni medie sui cicli nel cedimento è illustrato dal seguente diagramma, denominato diagramma di Haigh.
La sollecitazione media è zero solo quando il carico è completamente reversibile. Il caso più semplice è quando viene fornita una curva S-N con lo stesso rapporto R del carico. In questo caso, viene utilizzata direttamente la curva S-N poiché non è necessaria alcuna correzione. Se si definiscono le curve S-N con diversi rapporti R, il software tiene conto della sollecitazione media con l'interpolazione lineare tra le curve. Se viene fornita solo una curva S-N con un rapporto R diverso dal rapporto R del carico, è necessaria una correzione.
Il programma utilizza sempre la sollecitazione von Mises per calcolare la sollecitazione media. Dato che von Mises è una quantità positiva, il programma assegna il segno della sollecitazione principale con la grandezza algebrica maggiore allo scopo di calcolare la sollecitazione media associata.
Definizioni
Per discutere i metodi di correzione, è opportuno definire le seguenti variabili per un ciclo di sollecitazione:
Smax = sollecitazione massima
Smin = sollecitazione minima
ΔS = intervallo di sollecitazione = Smax - Smin
Sa = sollecitazione alternata = (Smax - Smin)/2
Smedia = sollecitazione alternata = (Smax + Smin)/2
R = Rapporto di sollecitazione = Smin/Smax
A = rapporto di ampiezza = Sa/Smedia
L'elenco riporta i rapporti di sollecitazione e ampiezza per alcuni carichi comuni:
| Tipo di carico
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Rapporti di sollecitazione e ampiezza
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| Interamente invertito
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R = -1, A = infinito
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| Zero al massimo
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R = 0, A = 1
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| Zero al minimo
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R = infinito, A = -1
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Metodi di correzione
Nel seguente esempio:
Sca = la sollecitazione alternata corretta (basata sulla media zero).
Sy = carico di snervamento e
Su = carico di rottura
Il software offre i metodi seguenti per calcolare S
ca:
| Metodo
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Equazione
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| 1. Il metodo Goodman - di solito adatto per materiali fragili:
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| 2. Il metodo Gerber - generalmente ideale per materiali duttili
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| 3. Metodo Soderberg - il più conservativo
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Per gli eventi ad ampiezza variabile e costante, il software calcola la sollecitazione media oltre alla sollecitazione alternata per ogni ciclo e quindi valuta la sollecitazione corretta utilizzando il criterio specificato.