GÉPSZERKEZETTAN - TERVEZÉS IDŐBEN VÁLTOZÓ IGÉNYBEVÉTEL, KIFÁRADÁS

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "GÉPSZERKEZETTAN - TERVEZÉS IDŐBEN VÁLTOZÓ IGÉNYBEVÉTEL, KIFÁRADÁS"

Erzsébet Kozmané
7 évvel ezelőtt
Látták:

1 GÉPSZERKEZETTAN - TERVEZÉS IDŐBEN VÁLTOZÓ IGÉNYBEVÉTEL, KIFÁRADÁS

2 Változó igénybevétel Állandó amplitudó, periódiku változá Kifáradá 2

3 Alapfogalmak Középfezültég: m, fezültégamplitudó: a, maximáli fezültég: max, minimáli fezültég: min Kifáradá 3

4 Özefüggéek Maximáli fezültég: Minimáli fezültég: max min m a m a Fezültég vizony: Az amplitudó é a középfezültég kapcolata: R 1 1 min max R a m R m m a a Kifáradá 4

5 Fáradt töré A C B C B A B B C A A: repedé kezdete B: repedé tovább terjedée C: töré Kifáradá 5

6 Repedé kezdete Repedé terjedée A kifáradá folyamata Terheléi határvonalak Fáradt töré: matt, ima felületű, kagyló töret A tehervielő kereztmetzet egyre cökken Végő fáziban a terhelé meghaladja a tatiku zilárdágot Rideg töré: cillogó, zemcé töret Kifáradá 6

7 Wöhler kíérletei Augut Wöhler: 1860-tól ziztematiku fáraztó vizgálatok mintegy 10 éven át Vaúti kocik tengelyei hozabb üzemeléi idő után eltörtek A tatiku zilárdági zámítáok ezt nem indokolták A töré oka: kifáradá Az igénybevétel időben változó, imétlődő, forgó-hajlító Kifáradá 7

8 Fáraztó vizgálat Kifáradá 8

9 Wöhler eredményei Kifáradái diagram (Wöhler-görbe): kíérleti adatok alapján felvett özefüggé a terheléimétléi zám (cikluzám) N é a fezültég között Kifáradái határ: az a fezültég, melyet az adott zerkezeti elem végtelen ok imétlődéel, töré nélkül elviel Kifáradá 9

10 Wöhler-görbe Lineári kála Statiztikai megközelíté: P töréi valózínűég. Minden töréi valózínűéghez má Wöhler-görbe tartozik. Túléléi valózínűég: Q=1-P. Kifáradá 10

11 Wöhler-görbe Fél-logaritmiku Logaritmiku N 0 : kifáradái cikluzám N B : bázi cikluzám Kifáradá 11

12 A Wöhler-görbe egyenlete Baquin, 1910: b N Nem tartalmazza a végtelen cikluzámhoz tartozó kifáradái határt Pontoabb leírát ad a négy paramétere özefüggé: D a b( B N) a Weibull, 1961: ( ) D N K Kifáradá 12

13 Befolyáoló tényezők A kifáradái határt az alábbi tényezők befolyáolják: Vizgálati frekvencia Alkatréz mérete Felület minőége (érdeég) Felületzilárdító eljáráok Bemetzéek, fezültéggyűjtő helyek Hőméréklet Középfezültég Kifáradá 13

14 Vizgálati frekvencia A kérdét a nagyfrekvenciá fáraztá megjelenée vetette fel Mintegy 8000/min frekvenciáig a kifáradái határ nagyága független a vizgálati frekvenciától Nagyobb vizgálati frekvencia eetén a kifáradái határ laan emelkedik Kifáradá 14

15 Mérettényező d p : a próbatet mérete d: az alkatréz mérete K 1 (d): technológiai mérettényező K 2 (d): geometriai mérettényező Kifáradá 15

16 Mérettényező Kifáradá 16

17 Átlago érdeég Érdeégi tényező Kifáradá 17

18 Fezültégtorlódá Alaktényező: K t >1 K t max n Horonytényező: K f D, ima D, hornyolt K f >1 K f < K t Kifáradá 18

19 Hőméréklet Alaconyabb hőmérékleten bizonyo megzilárdulá tapaztalható, amely növeli a kifáradái határt Egy hőméréklethatár felett a növekvő hőméréklethez cökkenő kifáradái határ tartozik Kifáradá 19

20 Felületzilárdító eljáráok Görgőzé Sörétezé Felületedzé Nitridálá Karbonitridálá Betétedzé növelik a kifáradái határt Kifáradá 20

21 Kifáradái biztonági területek Smith-diagram Haigh-diagram Kifáradá 21

22 Haigh-diagram Kifáradá 22

23 Smith-diagram Kifáradá 23

24 Biztonági tényező Tizta lengő igénybevétel ( m =0) Wöhler-görbe Szilárdági biztonág: al n am Élettartam biztonág: N K nn N M Kifáradái biztonág: n D 1 D ap Kifáradá 24

25 Biztonági tényező Azimmetriku igénybevétel: van középfezültég é az amplitudó arányoan változik a középfezültéggel Haigh-diagram n D max L max M al am ml mm Kifáradá 25

26 Haigh-diagram alapján Biztonági tényező Kifáradái biztonág: n D am 1D 2 1D 0D 0D mm Folyái biztonág: n F am ReH mm R eh max M Kifáradá 26

27 Biztonági tényező Azimmetriku igénybevétel: van középfezültég, de az amplitudó nem arányoan változik a középfezültéggel Haigh-diagram n D max L max M Kifáradá 27

28 Biztonági tényező Soderberg-féle biztonági terület n D am 1D 1 R mm eh Kifáradá 28

29 Túlterhelé hatáa Túlterhelé: valamely zilárdági jellemző túllépée Statiku terhelénél: a folyáhatárnál nagyobb fezültég Kifáradánál: a kifáradái határt meghaladó fezültég Károhatá vonala Kifáradá 29

30 Károhatá vonala Kifáradá 30

31 Károodá foka D n 1 D n 2 n N 1 1 n N 2 2 D ni n N i i Kifáradá 31

32 Élettartam változáa L N n D n2 N2 Kifáradá 32

33 Károodáok halmozódáa Egy adott terhelézinten minden terhelé imétlé DD mértékű károodát okoz Általáno eetben DD nem állandó n terhelé imétlé után a károodá mértéke: n D n DD Legyen N a töréhez tartozó cikluzám Ekkor a károodá mértéke: 1 N D N DD 1 Kifáradá 33

34 Károodáok halmozódáa Feltételezzük, hogy D n változáa folytono, minimáli értéke 0, maximáli értéke 1 Ha n=0, akkor D n =0 (egyetlen terhelé em történt) Ha n=n, akkor D n =D N =1 (töré) Hogyan változik a károodái függvény a két határ között? Palmgren Miner lineári halmozódái elmélet Adott fezültégzinten minden terheléi ciklu azono mértékű károodát okoz Kifáradá 34

35 D n =n DD Károodáok halmozódáa D N =N DD=1 ebből DD=1/N Behelyetteítve: D n =n/n, ami a károodá foka adott fezültégzinten k zámú különböző terheléi zint eetén a töréig felhalmozott károodá: k i1 n N i i k i1 D ni 1 Kifáradá 35

36 Károodáok halmozódáa Kifáradá 36

37 Özetett igénybevétel Tizta lengő igénybevétel A normáli é a cúztatófezültégek fáziban változnak A biztonági terület jó közelítéel negyed ellipzi Kifáradá 37

38 Biztonági terület Ellipzi egyenlete: al 1D 2 al 1D 2 1 Kifáradá 38

39 al D Biztonági tényező n al nd am am n 1D am n 1D am n n D 2 n D n 2 1 n D n n 2 n n 2 Kifáradá 39

40 Lüktető igénybevétel Kifáradá 40

41 Muttnyánzky zerkezté A terhelé növekedée orán a középfezültég állandó marad. mred 2 m 2 2 a m a R eh F mred R F eh mred a m 2 2 m Kifáradá 41

42 Muttnyánzky zerkezté Kifáradá 42

43 Rohonyi zerkezté A terhelé növekedée orán a középfezültég é az amplitúdó arányoan nőnek. mred 2 m 2 2 a m ared 2 a 2 2 a a a R eh F a 1, D 1, D mred a m 2 2 m ared a a 2 2 a Kifáradá 43

44 Rohonyi zerkezté Kifáradá 44

Hasonló dokumentumok

GÉPSZERKEZETTAN - TERVEZÉS IDŐBEN VÁLTOZÓ IGÉNYBEVÉTEL, KIFÁRADÁS

GÉPSZERKEZETTAN - TERVEZÉS IDŐBEN VÁLTOZÓ IGÉNYBEVÉTEL, KIFÁRADÁS Változó igénybevétel Állandó amplitudó, periódiku változá Gépzerkezettan, tervezé Kifáradá 2 Alapfogalmak Középfezültég: m, fezültégamplitudó: