Past siklli charchoq - Low-cycle fatigue

Past sikl charchoq ikkita asosiy xususiyatga ega: plastik deformatsiya har bir davrda; va past tsikl hodisasi, unda materiallar ushbu turdagi yuk uchun cheklangan chidamlilikka ega. Atama tsikl oxir-oqibat charchoq va muvaffaqiyatsizlikka olib keladigan stressni takroriy qo'llashga ishora qiladi; past tsikl dasturlar orasida uzoq vaqtga tegishli.

O'qish charchoq asosan ikkita sohaga e'tibor qaratdi: o'lchamdagi dizayndagi dastur aviatsiya va energiya ishlab chiqarish ilg'or hisoblash usullaridan foydalangan holda. LCF natijasi bizga murakkab mexanik va metallurgiya hodisalarini yaxshiroq tushunish uchun materialning xatti-harakatlarini chuqurroq o'rganishga imkon beradi (yoriqlar tarqalishi, ishni yumshatish, kuchlanish konsentratsiyasi, qotib ishlash, va boshqalar.).[1]

Tarix

Past siklli charchoq (LCF) bilan bog'liq bo'lgan umumiy omillar yuqori stress darajalari va past darajadagi tsikllar. Ayniqsa, so'nggi 50 yil ichida metallar va ular o'rtasidagi bog'liqlik to'g'risida ko'plab tadqiqotlar o'tkazildi harorat, stress va muvaffaqiyatsizlikka uchragan tsikllar soni. Sinovlar an chizish uchun ishlatiladi S-N egri chizig'i va haroratning oshishi bilan ishlamay qolish davrlari soni kamayganligi ko'rsatilgan. Biroq, keng ko'lamli sinov juda qimmatga tushishi mumkin edi, shuning uchun tadqiqotchilar asosan foydalanishga murojaat qilishdi cheklangan elementlarni tahlil qilish kompyuter dasturlaridan foydalanish.[2]

Past sikl charchoq va yuqori tsikl charchoq uchun tsikllar sonini muvaffaqiyatsizlikka solishtiradigan grafik.

Ko'pgina eksperimentlar natijasida LCF natijasida materialning xususiyatlari o'zgarishi mumkinligi aniqlandi. Singan egiluvchanlik pasayish tendentsiyasi, kattaligi kichik yoriqlar mavjudligiga qarab boshlanadi. Ushbu sinovlarni amalga oshirish uchun odatda elektro-gidravlik servo-boshqariladigan sinov mashinasi ishlatilgan, chunki u stressni o'zgartirmasligi mumkin amplituda. Bundan tashqari, allaqachon teshilgan teshiklari bo'lgan namunalarda past siklli charchoq sinovlarini o'tkazish yoriqlar tarqalishiga ko'proq moyil ekanligi va shu sababli sinish egiluvchanligining pasayishi aniqlandi. 40 dan 200 mm gacha bo'lgan teshiklarning kichik o'lchamlariga qaramay, bu to'g'ri edi.[3]

Xususiyatlari

Agar komponent past sikl charchoqqa duchor bo'lsa, u plastik ravishda qayta-qayta deformatsiyalanadi. Masalan, agar uning qismi doimiy deformatsiyalanmaguncha (plastik deformatsiyaga uchraguncha) taranglikda yuklanishi kerak bo'lsa, bu past sikl charchoqning yarim tsikli yoki LCF deb hisoblanadi. To'liq tsiklni yakunlash uchun qismni asl shakliga qaytarish kerak bo'ladi. Qobiliyatsiz bo'lishidan oldin uning bir qismi bardosh beradigan LCF davrlarining soni odatdagi charchoqdan ancha past.[4]

Bu holat yuqori tsiklik kuchlanish ko'pincha haroratning yuqori o'zgarishi kabi o'ta ish sharoitlarining natijasidir. Termal stresslar kelib chiqishi an kengayish yoki qisqarish materiallar qismni yuklash sharoitlarini yomonlashtirishi va LCF xarakteristikalari paydo bo'lishi mumkin.

Mexanika

Odatda ishlatiladi tenglama past siklli charchoqning xatti-harakatini tavsiflovchi bu Tobut-Manson munosabati (1954 yilda L. F. Coffin va 1953 yilda S. S. Manson tomonidan nashr etilgan):

qayerda,

  • Δεp / 2 - bu plastik kuchlanish amplitudasi;
  • εf"bu empirik doimiy nomi bilan tanilgan charchoqning egiluvchanlik koeffitsienti 2N = 1 da kuchlanishni ushlab turish bilan aniqlanadi;
  • 2N nosozlikni qaytarish soni (N tsikllar);
  • v deb nomlanuvchi empirik konstantadir charchoqning egiluvchanligi ko'rsatkichi, odatda -0,5 dan -0,7 gacha. Kichkina v uzoq charchoq hayotiga olib keladi.[5]

E'tiborli muvaffaqiyatsizliklar

LCF natijasi muvaffaqiyatsizlikka uchraganiga e'tibor qaratadigan bir voqea bo'ldi 1994 yil Nortrijd zilzilasi. Ko'plab binolar va ko'priklar qulab tushdi, natijada 9000 dan ortiq odam jarohat oldi.[6] Tadqiqotchilar Janubiy Kaliforniya universiteti o'n qavatli binoning past tsiklli charchoqqa duchor bo'lgan asosiy yo'nalishlarini tahlil qildi. Afsuski, past siklli charchoq uchun SN egri chizig'ini to'g'ridan-to'g'ri qurish uchun cheklangan eksperimental ma'lumotlar mavjud edi, shuning uchun tahlillarning ko'p qismi SN egri chizig'ida yuqori tsiklli charchoq xatti-harakatlarini tuzish va ushbu grafika uchun chiziqni kengaytirish uchun iborat edi Palmgren-Miner usuli yordamida past siklli charchoq egri chizig'i. Oxir oqibat, ushbu ma'lumotlar o'n qavatli temir binoga o'xshash zararni aniqroq taxmin qilish va tahlil qilish uchun ishlatilgan Northridge yuzma-yuz.[7]

Adabiyotlar

  1. ^ Pineau, Andre (2013). "Past tsiklli charchoq". Materiallar va tuzilmalarning charchoqlanishi: asoslari: 113–177.
  2. ^ Agrawal, Richa (2014 yil iyul). "Past darajadagi charchoqni hayot bashorat qilish" (PDF). Ijeert. Richa Agrawal. Olingan 2016-02-18.
  3. ^ Murakami, Y .; Miller, K. J. (2005-08-01). "Charchoqning shikastlanishi nima? Past sikl charchoq jarayonini kuzatish nuqtai nazari". Xalqaro charchoq jurnali. Kuchli charchoqni yo'qotish bo'yicha yig'ilish konferentsiyasi - Sevilya universiteti 2003 yil. 27 (8): 991–1005. doi:10.1016 / j.ijfatigue.2004.10.009.
  4. ^ "Charchoqni tushunish" (PDF). MENDEK. D.P.Leluka.
  5. ^ O'Donnell, VJ va BF Langer. Yadro fanlari va muhandisligi, 20-jild, 1-12 betlar, 1964 y.
  6. ^ Teylor, Alan. "Northridge zilzilasi: bugun 20 yil oldin". Atlantika. Olingan 2016-02-18.
  7. ^ Nastar, Navid (2008). "Past tsiklli charchoqning o'n qavatli temir binoga ta'siri" (PDF). Olingan 2016-02-18.