KIFÁRADÁSI ÉLETTARTAM KISFELADAT (MSc.)

Átírás

1 BUDAPESTI MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM KIFÁRADÁSI ÉLETTARTAM KISFELADAT (MSc.) Járműelemek és Járműszerkezetanalízis Tanszék Ssz.: Név: Neptun kód.: Feladat Határozza meg a megadott rendszertelen terhelési folyamat esetére a feladatban megadott kritikus keresztmetszetet tartalmazó alkatrész várható élettartamát cikklusszámban a helyi feszültség~nyúlás viszonyok elemzése alapján, felhasználva a Miner elvet, valamint az SWT paraméterre skálázott kifáradási görbét. 1) A névleges feszültségfolyamatból kiindulva határozza meg a bemetszés tövében kialakuló helyi valódi feszültség és nyúlás folyamat csúcsértékeit. 2) A helyi feszültség és nyúlás folyamat csúcsértékeinek felhasználásával rajzolja fel léptékhelyesen a bemetszés tövében kialakuló mértékadó hiszterézis hurok sorozatot. 3) Határozza meg a zárt hiszterézis hurkokhoz tartozó σmax és εa értékeket, valamint az SWT paramétereket. 4) Határozza meg az egyes zárt hiszterézis hurkokhoz tartozó élettartamot ciklusszámban, az SWT~Nf görbe felhasználásával. 5) Határozza meg a várható élettartamot a PM elv felhasználásával. Kidolgozási utasítás. 1. A megadott terhelőerő csúcsértékek alapján határozza meg a σnévl csúcsértékeket a kritikus keresztmetszetben, majd végezze el a folyamat rain-flow feldolgozását. 2. A Neuber egyenlet és a valódi ciklikus feszültség~nyúlás görbe felhasználásával határozza meg a bemetszés tövében kialakuló valódi feszültség és nyúlás folyamat - σnévl feszültség megváltozásaihoz tartozó- σ és ε értékeit az alábbiak szerint: - Az 1. csúcsérték meghatározásához terheletlen állapotból induljon ki, és a ciklikus valódi feszültség~nyúlás görbét használja. - A további csúcspontok meghatározásához a 2-szeres szorzóval képezett hiszterézis görbe ág egyenlettel dolgozzon, a σnévl névleges feszültségmegváltozások felhasználásával, figyelembe véve a rain-flow feldolgozás eredményeit (azaz a memória tulajdonságot). A keresett σ; ε értékek meghatározása grafikus úton is történhet, a mellékelt ciklikus feszültség~nyúlás, illetve feszültség~nyúlás megváltozás (hiszterézis ág) görbék segítségével, berajzolva a Neuber hiperbolákat. - A számítási eredményeket táblázatosan foglalja össze, egyértelműen megjelölve a memória tulajdonság figyelembevételének módját (helyettesítő lengés). 3. A számított σ; ε értékek felhasználásával határozza meg a valódi feszültség és valódi nyúlás folyamat csúcsértékeket, figyelembe véve a mindenkori terhelés megváltozásának irányát. Az eredményeket a 2. pont szerinti táblázat kiegészítésével adja meg. 4. Rajzolja fel a bemetszés tövében kialakuló hiszterézis hurok sorozatot, a 3. pont szerinti csúcsértékek felhasználásával, figyelembe véve a memória tulajdonságot. Ehhez használja a mellékelt pausz papírt, illetve a σ~ε és σ~ ε görbéket. A hiszterézis hurkok adatainak felhasználásával határozza meg az egyes zárt hiszterézis hurkokhoz tartozó σmax és εa értékeket, valamint a vonatkozó SWT paramétereket. Az eredményeket táblázatos formában foglalja össze. 5. A mellékelt élettartam görbe felhasználásával határozza meg az egyes zárt hiszterézis hurkokhoz tartozó törési ciklusszámokat, majd a Miner elv felhasználásával határozza meg a várható élettartamot ciklusszámban. A számítások részeredményeit foglalja táblázatba. 1/7

2 ADATTÁBLÁZAT FELADAT KÓDSZÁMOK Sorszám Feladat kód Sorszám Feladat kód ADATVÁLASZTÉK A feladatok egy háromjegyű számmal (Feladat kód) vannak meghatározva, ahol: - az első számjegy a terhelési folyamat azonosítója: a második számjegy a kritikus keresztmetszet azonosítója: a harmadik számjegy az anyag azonosítója: Pl. A 231 számmal azonosított feladat: 2 változat szerinti terhelési folyamat, 3 számú keresztmetszet azonosító, 1 számú anyag azonosító. 1.Terhelési adatok A táblázat egyes oszlopaiban szereplő erő értékek egy-egy terhelési folyamat csúcsértékei. (Tekintettel arra, hogy a terhelési folyamat az első csúcsértékkel azonos csúcsponti erőértékkel végződik, a folyamat a tényleges terhelés tekintetében reprezentatív.) Csúcsszám Erő csúcs értékek Fi [kn] Terhelési folyamat azonosító i * /7

3 2. Az alkatrész kritikus keresztmetszetének adatai Keresztmetszet Vonatkoztatási átmérő Gátlástényező azonosító d [mm] Kf , , , ,6 3. Anyagválaszték 1 (RQC 100) Anyag azonosító 2 (1141 normalizált) Folyáshatár ReH [MPa] Ciklikus folyáshatár ReH [MPa] Rugalmassági modulus E [MPa] , Valódi szakítószilárdság σf [MPa] Ciklikus szilárdsági tényező K [MPa] Ciklikus alakítási keményedési kitevő n [-] 0,14 0,177 Fáradási szilárdság tényezője σf [MPa] Fáradási képlékenység tényezője εf [-] 0,66 0,602 Fáradási szilárdsági kitevő b [-] -0,07-0,103 Fáradási képlékenységi kitevő c [-] -0,69-0,581 3/7

4 4. Diagramok RQC-100 acél: szakítódiagram és hiszterézis görbe ág 4/7

5 RQC-100 acél: log SWT~log(2Nt) görbe 5/7

6 1141 acél (normalizált): szakítódiagram és hiszterézis görbe ág 6/7

7 1141 acél (normalizált): log SWT~log(2Nt) görbe 7/7