Caixa de diálogo Material - guia Curvas SN de fadiga

Use a guia Curvas SN de fadiga para definir curvas SN para um estudo de fadiga. As curvas SN são usadas somente em estudos de fadiga.

Source

Para exibir essa caixa de diálogo:

Abra uma peça, clique com o botão direito em Material na árvore de projeto do FeatureManager e selecione Editar material.

A guia Curvas SN de fadiga só fica disponível quando o SOLIDWORKS Simulation é adicionado.

Alguns materiais da biblioteca de materiais do SOLIDWORKS já têm curvas SN de fadiga definidas. Esses materiais são identificados por um sufixo (SN) em seus nomes na lista de materiais da biblioteca de materiais. A referência das curvas SN é o Atlas of Fatigue Curves, ASM International.

Determina o esquema de interpolação e a origem dos dados.
Interpolar Define o esquema para interpolação alternando tensões em comparação com o número de ciclos da curva SN.
  • Log-log.

    Interpolação logarítmica (de base 10) para o número de ciclos e a tensão alternante. Essa opção é recomendada para curvas SN com menos pontos de dados que são largamente disseminados em ambos os eixos, a menos que a curva seja melhor ajustada por outro esquema de interpolação.

  • Semi-log. Interpolação linear para tensão e logarítmica para o número de ciclos. Esta opção é recomendada para curvas SN com intervalo de tensão relativamente curto em comparação com a variação no número de ciclos, a menos que a curva seja melhor ajustada por outro esquema de interpolação.
  • Linear. Interpolação linear para ambas tensão e número de ciclos. Esta opção é recomendada para curvas SN com muitos pontos de dados, a menos que a curva seja melhor ajustada por outro esquema de interpolação.

    Exemplo - Esquemas de interpolação SN

    Em alguns casos, a curva SN está disponível em uma equação que é obtida pelo ajuste dos dados experimentais. Nesses casos, se a equação corresponder a um dos esquemas de interpolação, pode ser mais apropriado definir apenas as extremidades da curva como pontos de dados e usar o esquema de interpolação adequado.
Definir Defina os dados da curva manualmente. Selecione até dez curvas no menu.
Derivar do módulo Elástico do material Deriva a curva SN automaticamente com base nas curvas SN ASME e os módulos de elasticidade do material de referência e do material ativo. A curva SN de origem é mostrada na área de Visualização.
  • Com base em curvas de aço austenítico ASME
  • Com base em curvas de aço carbono ASME

A curva SN é derivada pela divisão de cada valor de tensão da curva SN de referência pelo módulo de elasticidade do material ASME de referência, multiplicado pelo módulo de elasticidade do material atual. Os números de ciclos associados permanecem inalterados.

Definir a equação S-N (para análise de fadiga de vibração aleatória) Disponível para estudos de fadiga que são baseados nos resultados de estudos dinâmicos de vibração aleatória.

Dados da tabela

Lista os dados da curva. Disponível quando Definir está selecionado na caixa Origem.
Taxa de tensão (R) Disponível somente quando Definição personalizada está selecionada em Selecionar origem do material.
Unidades Unidades de tensão alternante.
Se você está digitando os valores, certifique-se de selecionar as unidades de medida que quer usar antes de inserir os valores.
Tabela de dados de curva Se estiver definindo manualmente a curva, insira os pares de valores de número de ciclos e tensão alternante. Se a curva é derivada com base em uma curva SN ASME de referência, a curva em escala é listada.
Você pode copiar e colar informações para preencher a tabela.
File Importa os dados da curva de um arquivo. Disponível somente quando Definição personalizada está selecionada em Selecionar origem do material.
View Exibe um gráfico dos dados atuais na tabela.
Excluir Exclui a linha de dados selecionada. Disponível somente quando Definição personalizada está selecionada em Selecionar origem do material.
Para aplicar a mesma curva SN a corpos com diferentes materiais, na árvore do estudo de fadiga clique com o botão direito em Peças e selecione Aplicar dados de fadiga a todos os corpos.

Equação de curva S-N (equação de Basquin)

Disponível para estudos de fadiga que são baseados nos resultados de estudos dinâmicos de vibração aleatória linear.

Estimar constantes de Basquin a partir de curva S-N Marque para permitir que o programa calcule as constantes da equação Basquin com base nos pontos de dados determinados da curva S-N.

Para fadiga de ciclos elevados (número de ciclos N > 104) uma curva S-N pode ser aproximada por uma linha reta quando plotado em escala log-log. A equação de Basquin é uma relação de lei de energia entre os ciclos de tensão aplicados (S) no eixo y e o número de ciclos para falha (N) no eixo x.

A equação de Basquin só é válida até o limite de resistência ou limite de fadiga.
O limite de resistência é a tensão alternada mais alta que não resulta em falha por fadiga. Em outras palavras, se a tensão alternada for igual ou menor que o limite de resistência, o número de ciclos de tensão que resulta em falha será muito grande (praticamente infinito). O limite de resistência geralmente é definido para tensões alternadas de média zero. O limite de resistência também a chamado de limite de fadiga. Alguns metais não possuem limite de resistência mensurável.
O programa considera os valores do intervalo de tensão Sr para a equação de Basquin. Multiplica por 2 os valores de tensão alternada (Sa) da curva S-N para levar em conta uma carga totalmente invertida [Rs = 2 * Sa).
A equação de Basquin da curva de fadiga S-N é dada como:
  • N = B / (Sr) m , ou
  • log (S) = B - m log (N)
Quando você seleciona essa opção, as opções de Constante específica de curva (B) e da Inclinação da curva S-N (m) ficam inativas. O software calcula as constantes B e m ao colocar uma linha reta através dos pontos de dados S-N usando a técnica de ajuste das linhas menos quadradas. Essas constantes são os parâmetros de material determinados pelos experimentos de teste de fadiga sob diferentes níveis de tensão.
Unidades Define as unidades para o Sr do intervalo de tensão.
Considere o ponto de corte para a curva S-N na linha Define o ponto de corte da curva S-N que é considerado para o cálculo das constantes de Basquin. Se você inserir 0 ou 1, todos os pontos de dados da curva S-N são considerados para o ajuste de uma linha reta usando o método de ajusto do menor quadrado.
Por exemplo, se você digitar 4, o conjunto de dados das primeiras quatro linhas da curva S-N é considerado para o ajuste de uma linha reta e cálculo das constantes Basquin B e m. Recomenda-se usar o limite de resistência de fatiga como um ponto de corte. A curva S-N é considerada uma linha horizontal após o ponto de corte.
Constante específica de curva (B) Insira o valor ( deve ser um número real positivo) para a constante B específica de S-N. Este é o valor do intervalo de tensão Sr em um ciclo.
Inclinação da curva S-N (m) Insira o valor (deve ser um número inteiro positivo) para a inclinação da curva S-N m. Quando dois pontos de dados (N1, S1) e (N2, S2) são conhecidos, a inclinação da curva S-N m é dada por:
Source Digite informações sobre a origem dos dados de S-N.
View Selecione para ver um gráfico da curva S-N.
Save Salva os dados da curva S-N em um formato de arquivo *.dat ou *.csv (delimitado por vírgulas).

Exemplo - Esquemas de interpolação SN

Suponha que você definiu uma curva SN que tem os seguintes dois pontos de dados consecutivos:
Nº de ciclos(N) Log (N) Tensão alternante (S) Log (S)
1000 3 50.000 psi 4.699
100,000 5 40.000 psi 4.602
Para uma tensão de 45.000 psi, o programa lê o número de ciclos com base no esquema de interpolação SN como a seguir:
Curva Log-Log SN. Os eixos X e Y representam, respectivamente, o logaritmo do número de ciclos e a tensão. O programa usa o logaritmo de 45000 (que é 4,653) para executar a interpolação linear. Usando este procedimento, o número de ciclos é 103,944 = 8.790.
Curva Semi-Log SN. Os eixos X e Y representam, respectivamente, o logaritmo do número de ciclos e a tensão. Com o valor de tensão 45.000 psi, o programa executa a interpolação linear e calcula o número de ciclos como 104=10.000.
Curva Linear SN. Os eixos X e Y representam, respectivamente, o número de ciclos e a tensão. Com o valor de tensão 45.000 psi, o programa executa a interpolação linear e calcula o número de ciclos como 50.500.