Ero sivun ”Väsyminen (materiaalin)” versioiden välillä
| [arvioimaton versio] | [arvioimaton versio] |
Poistettu sisältö Lisätty sisältö
p lk |
täydennys |
||
Rivi 1:
'''Väsyminen''' tarkoittaa
Jatkuvan vaihtuvan jännityksen alaisena olevat materiaalit kärsivät pysyviä mikroskooppisia vaurioita, vaikka hetkellinen jännitys materiaalissa sinänsä alittaisi materiaalin lujuusarvot. Jos vauriot etenevät tarpeeksi pitkälle, voi materiaali pettää vaikkei sen nimellistä lujuutta ylitettäisi. Tällöin puhutaan materiaalin, yleensä metallin, väsymisestä.
Väsymisen teoreettinen mallintaminen rakenteiden suunnittelussa tarvittavalla luotettavuudella on osoittautunut varsin hankalaksi. Siksi materiaalin väsymislujuus määritetään yleensä kokeellisesti. Väsymiskokeessa koekappale altistetaan vaihtelevalle jännitykselle välillä σ<sub>min</sub>–σ<sub>max</sub>. Näistä voidaan laskea jännityksen amplitudi σ<sub>a</sub> ja keskimääräinen jännitys σ<sub>m</sub>:
:<math>{\sigma}_a = \frac{{\sigma}_{max} - {\sigma}_{min}}{2}</math>,
:<math>{\sigma}_m = \frac{{\sigma}_{max} + {\sigma}_{min}}{2}</math>.▼
Kun materiaaliin kohdistuva keskimääräinen jännitys kasvaa, tulee amplitudin pienetä jotta materiaali kestäisi kuormituksen. Tätä kuvastaa Goodmanin kaava
:σ<sub>a</sub> = σ<sub>vl</sub> [1 – (σ<sub>m</sub> / σ<sub>T</sub>)],
jossa σ<sub>vl</sub> on haluttu väsymislujuus ja on materiaalin σ<sub>T</sub> vetolujuus.
Väsymisen taustalla olevat mikroskooppiset särömäiset vauriot saavat alkunsa metallin raerajoilta ja siinä jo aluksi olevista pienistä virheistä. Väsymiselle on luonteenomaista, että varsinaista väsymismurtumaa edeltää särönkasvuvaihe. Jo sitä aikaisemmin tapahtuu selvästi pitkäkestoisempi särön ydintymisvaihe. Kun murtumaa edeltävä särö kasvaa, on tapahtuma periaatteessa mahdollista ennakoida havaitsemalla särö. Sitä ennen särön alku on niin pieni, että sen havaitseminen ja erottaminen aineen mikrorakenteesta on äärimmäisen hankalaa. Näin ollen mahdollisuudet havaita murtuma ennen sen ilmenemistä ovat varsin pienet. Toisaalta väsymismurtuma saattaa syntyä ennalta arvaamatta hyvinkin pitkään käytössä olleessa materiaalissa.
{{Tynkä/Tekniikka}}
▲:<math>{\sigma}_m = \frac{{\sigma}_{max} + {\sigma}_{min}}{2}</math>
[[Luokka:
[[en:fatigue (material)]]
| |||