BUDAPESTI MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM KIFÁRADÁSI ÉLETTARTAM KISFELADAT 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 max és a értékeket, valamint az SWT paramétereket. 4) Határozza meg az egyes zárt hiszterézis hurkokhoz tartozó élettartamot ciklusszámban, az SWT~N f görbe felhasználásával. 5) Határozza meg a várható élettartamot a PM elv felhasználásával. Kidolgozási utasítás. 1. A megadott terhelőerő csúcsértékek alapján határozza meg a névl 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 - névl feszültség megváltozásaihoz tartozó- és 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 névl névleges feszültségmegváltozások felhasználásával, figyelembe véve a rain-flow feldolgozás eredményeit (azaz a memória tulajdonságot). A keresett ; 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 ; 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 ~ és ~ görbéket. A hiszterézis hurkok adatainak felhasználásával határozza meg az egyes zárt hiszterézis hurkokhoz tartozó max és a 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
ADATTÁBLÁZAT 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.) Csúcsérték sorszám i 1. 2. 3. Erő csúcs értékek F i [kn] 4. 5. 6. 1 111 101 117 115 117 120 2-40 -61 27 0 39-77 3-10 40 64 77 115-13 4-61 -31-60 -26 0-89 5 60 70 56 102 76 0 6 21-101 18-51 13-26 7 80 30 34 51 102 115 8-30 -20-64 -102-90 13 1* 111 101 117 115 117 120 7. 2. Az alkatrész kritikus keresztmetszetének adatai Sorszám Vonatkoztatási átmérő d [mm] Gátlástényező K f 1 16 1,9 2 16 2,6 3 18 1,9 4 18 2,6 2/7
3. Anyagválaszték Anyag kód/ (megnevezés) 1/(RQC 100) 2/(1141 normalizált) Folyáshatár R eh [MPa] 883 493 Ciklikus folyáshatár R eh [MPa] 600 481 Rugalmassági modulus E [MPa] 2 10 5 2,2 10 5 Valódi szakítószilárdság f [MPa] 1330 1117 Ciklikus szilárdsági tényező K [MPa] 1434 1441 Ciklikus alakítási keményedési kitevő n [-] 0,14 0,177 Fáradási szilárdság tényezője f [MPa] 1240 1326 Fáradási képlékenység tényezője f [-] 0,66 0,602 Fáradási szilárdsági kitevő b [-] -0,07-0,103 Fáradási képlékenységi kitevő c [-] -0,69-0,581 4. Adatválaszték A feladatok egy háromjegyű számmal vannak meghatározva, ahol: - az első számjegy a terhelési folyamat azonosítója: 1...6 - a második számjegy a kritikus keresztmetszet azonosítója: 1 4 - a harmadik számjegy az anyag azonosítója: 1...2 Pl. A 231 számmal azonosított feladat: 2 szerinti terhelés, 3 számú keresztmetszet, 1 számú anyag. FELADAT KÓDSZÁMOK Sorszám 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Feladat kód 111 121 211 221 311 321 131 141 231 Sorszám 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Feladat kód 241 331 341 432 442 532 542 632 642 3/7
5. Diagramok RQC-100 acél: szakítódiagram és hiszterézis görbe ág 4/7
RQC-100 acél: log SWT~log(2N t ) görbe 5/7
1141 acél (normalizált): szakítódiagram és hiszterézis görbe ág 6/7
1141 acél (normalizált): log SWT~log(2N t ) görbe 7/7