Diagrama Wöhler

O diagramă Wöhler este un grafic bazat pe statistici care leagă componenta alternativă a unui ciclu de oboseală cu numărul de cicluri pe care le suferă un eșantion înainte de eșec la o probabilitate prestabilită.

Diagrama tipică Wöhler la scară logaritmică

Construcția diagramei Wöhler

Diagrama (sau curba) Wöhler își ia numele de la creatorul său August Wöhler , care a fost printre primii cărturari care s-au angajat în studiul oboselii într-un mod fructuos. A fost primul instrument formal disponibil pentru proiectanți pentru dimensionarea la oboseală a componentelor și este și astăzi de o importanță fundamentală. Construcția sa are loc în acest fel: un anumit ciclu de stres cu o anumită amplitudine este reconstituit în laborator și aplicat unui număr mare de exemplare, observându-se numărul de cicluri pe care le suportă înainte de rupere. În cele din urmă, chiar dacă sunt supuse aceleiași sarcini, nu se vor rupe toate după același număr de cicluri, dar va exista o dispersie a rezultatelor. Experiența arată că această dispersie are loc conform unei distribuții normale .

Ulterior, aceeași serie de experimente se repetă la valori diferite ale sigmei alternative (componenta alternativă a ciclului de solicitare), iar valoarea medie a numărului de cicluri înainte de eșec este notată pentru fiecare distribuție.

Construirea unei curbe Wohler

Curba care unește toate valorile medii la fiecare $\sigma _{a}$ ${\ displaystyle \ sigma _ {a}}$ $\ sigma _ {a}$ este curba Wöhler la 50% probabilitate de eșec. Aceasta înseamnă că, în ceea ce privește probele testate, există o probabilitate de 50% ca acestea, supuse unui ciclu de sarcină de amplitudine $\sigma _{a}$ ${\ displaystyle \ sigma _ {a}}$ $\ sigma _ {a}$ , pauză înainte de a atinge numărul de cicluri delimitate de curba Wöhler; acest lucru este derivat pur și simplu din proprietățile distribuției normale. Desigur, puteți construi curbe la 20%, 10% sau orice probabilitate, unind în loc de punctele valorilor medii cele care corespund acestei valori de probabilitate.

Având în vedere numărul mare de cicluri care pot fi atinse și întrucât în acest fel diagrama poate fi considerabil simplificată din punct de vedere matematic, în majoritatea cazurilor curbele Wöhler sunt prezentate cu axa abscisei, care arată numărul de cicluri, pe o scară logaritmică.

Parametrii care pot fi obținuți dintr-o curbă Wöhler

Curba Wöhler nu intersectează axa ordonată (adică pentru N = 1/2, pe o scară logaritmică) în corespondență cu chiar și jumătate din sarcina statică de rupere a materialului, vom avea o valoare infinită a rezistenței la oboseală care este fatală pentru piesa. Ulterior, acesta rămâne constant pentru o anumită întindere și apoi scade destul de repede, în general între $N=10^{3}$ ${\ displaystyle N = 10 ^ {3}}$ $N = 10 ^ {3}$ Și $N=10^{6}$ ${\ displaystyle N = 10 ^ {6}}$ $N = 10 ^ {6}$ . Pentru multe aliaje feroase (excluzând, prin urmare, aluminiu, cupru, magneziu), acesta prezintă apoi un fel de asimptotă orizontală care tinde la o valoare de solicitare numită limită de oboseală : reprezintă valoarea $\sigma _{a}$ ${\ displaystyle \ sigma _ {a}}$ $\ sigma _ {a}$ sub care, chiar și pentru un număr ideal de cicluri infinit, materialul nu se va rupe din cauza oboselii. Se obișnuiește împărțirea diagramei Wöhler în două regiuni, denumite LCF (Low-Cycle Fatigue) și HCF (High-Cycle Fatigue), prima pentru valori sigma mai mari la rezistența la randament a materialului, unde are loc plastificarea macroscopică și, în consecință, viața materialului este foarte scurtă; al doilea pentru valori sigma mai mici, unde plasticizările ciclice există doar la nivel microscopic.

Elemente conexe

Eșecul metalelor

Alte proiecte

Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere despre diagrama lui Wöhler

Inginerie Portal Puteți ajuta Wikipedia prin completarea lui Engineering