Θραύση από κόπωση

Question 1

Στάδια της θραύσης από κόπωση

Answer 1

1) Έναρξη ρωγμής (συνήθως στην επιφάνεια)
2)Διάδοση ρωγμής (με κάθε εναλλαγή, κάθετα στη μέγιστη εφελκυστική τάση)
3)Ασταθής θραύση
(όσο η ρωγμή διαδίδεται, η τάση στην εναπομείνουσα εγκάρσια τομή αυξάνει άρα αυξάνει ο ρυθμός διάδοσης. Η θραύση είναι ψαθυρή αν το μέγεθος γίνει ίσο με το κρίσιμο ή όλκιμη αν η τάση φτάσει την τάση θραύσης)

Question 2

Μορφολογία επιφάνειας θραύσης από κόπωση

Answer 2

•η περιοχή γύρω από την έναρξη της
ρωγμής λεία
• ακτινικές γραμμές που ξεκινούν από το
σημείο έναρξης της ρωγμής
• ομόκεντροι κύκλοι (striations) με
κέντρο το σημείο έναρξης της ρωγμής
• στο τελικό στάδιο θραύσης η μορφή
της επιφάνειας εξαρτάται από τον
τρόπο θραύσης (ψαθυρό ή όλκιμο)

Question 3

Επίδραση συχνότητας και κυματομορφής στην κόπωση

Answer 3

Γενικά, η συχνότητα (και η κυματομορφή) επηρεάζει την κόπωση αν υπάρχουν
περιβαλλοντικοί παράγοντες, όπως υγρασία ή υψηλές
θερμοκρασίες.

Question 4

Όριο κόπωσης

Answer 4

Η τιμή της τάσης για την οποία αν οι τάση που ασκείται είναι μικρότερη από το όριο κόπωσης τότε το στοιχείο έχει θεωρητικά άπειρη διάρκεια ζωής. Για τους περισσότερους St, Cu σe=35-50% σ θραύσης
Αν δεν είναι καλώς καθορισμένο τότε ορίζεται η τάση που δίνει αριθμό κύκλων για θραύση 10^7 κύκλων

Question 5

Παράγοντες που επιδρούν στο όριο κόπωσης

Answer 5

α)υλικό
(γενικά σε St η αύξηση του ορίου θραύσης σε στατικό εφελκυσμό οδηγεί σε αύξηση του ορίου κόπωσης)

β)συγκέντρωση τάσεων
(η αρνητική επίδραση υπάρχει όταν η συγκέντρωση είναι στην επιφάνεια)

γ) παραμένουσες τάσεις
(οι θλιπτικές παραμένουσες στην επιφάνεια το αυξάνουν)

Question 6

Τυπικές θέσεις αστοχιών από κόπωση σε ένα πλοίο

Answer 6

• μπρακέτα

- ανθρωποθυρίδες

Question 7

Επίδραση της μέσης τάσης στην κόπωση

Answer 7

Οι εφελκυστικές σm είναι επιβλαβείς ενώ οι θλιπτικές ωφέλιμες

Question 8

Παράγοντες που επιδρούν στα αποτελέσματα δοκιμών κόπωσης:

Answer 8

(α) Μεταβολές στις συνθήκες περιβάλλοντος
(β) Προετοιμασία επιφάνειας δοκιμίου
(γ) Ευθυγράμμιση μηχανής δοκιμής
(δ) Μεταλλουργικές μεταβλητές

Question 9

Κλασικές μέθοδοι σχεδίασης έναντι κόπωσης

Answer 9

• Μέθοδος τάσης-αναμενόμενης ζωής

- Μέθοδος παραμόρφωσης-αναμενόμενης ζωής

Question 10

Μέθοδος τάσης-αναμενόμενης ζωής

Answer 10

γραμμική σχέση μεταξύ log(σα) και log(2Nf)

Διάρκεια ζωής περιλαμβάνει 2 τμήματα: 1- Δt μέχρι την έναρξη ρωγμής 2-Δt διάδοσης ρωγμής

Question 11

Αλληλουχία πλατών τάσεων στη μέθοδο τάσης-ζωής

Answer 11

• Αστοχία όταν το άθροισμα ni/Nfi=1
• Αν έχω πρώτα το μεγαλύτερο πλάτος μπορεί να δημιουργηθούν μικρορωγμές που θα διαδοθούν γρηγορότερα κατά το μικρότερο πλάτος. Μπορεί η τάση να είναι μεγαλύτερη της προβλεπόμενης
• Αν είναι πρώτα η μικρότερη μπορεί να προκαλέσει ενδοτράχυνση και να εμποδίσει περαιτέρω βλάβες. Τάση μικρότερη της προβλεπόμενης

Question 12

Μέθοδος παραμόρφωσης αναμενόμενης ζωής

Answer 12

Όταν έχουμε υψηλές τάσεις, υψηλές θερμοκρασίες ή συγκεντρώσεις τάσεων σε εγκοπές που υπάρχουν πλαστικές παραμορφώσεις σε σχετικά μεγάλη έκταση

Question 13

Ολιγοκυκλική κόπωση

Answer 13

Όταν το πλάτος της συνολικής παραμόρφωσης έχει τέτοια τιμή που αναπτύσσεται σημαντική πλαστική διαρροή με πιθανόν μικρή ζωή (Παραμόρφωση-Ζωή) Σε μικρές διάρκειες ζωής επικρατεί η πλαστική παραμόρφωση και η συμπεριφορά ελέγχεται από την ολκιμότητα.

Question 14

Πολυκυκλική κόπωση

Answer 14

Τάσεις αρκετά χαμηλές ώστε οι παραμορφώσεις να είναι ελαστικές με πιθανόν μεγάλη διάρκεια ζωής (μέθοδος τάσεις ζωής). Σε μεγάλες διάρκειες ζωής επικρατεί η ελαστική παραμόρφωση και η συμπεριφορά ελέγχεται από την αντοχή του υλικού

Question 15

Διαφορά μεταξύ στατικής και εναλλασσόμενης φόρτισης βάσει μηχανικής θεωρίας θραύσης

Answer 15

Στατική: μέχρι ο Κ να φτάσει την τιμή Kc δεν υπάρχει διάδοση ρωγμής
Εναλλασσόμενη: Μπορεί K<

Question 16

Ορισμός ΔΚth

Answer 16

Όταν ΔΚ=ΔΚth ο ρυθμός διάδοσης της ρωγμής είναι τόσο μικρός που η ρωγμή θεωρείται ότι δε μπορεί να εντοπιστεί ή “κοιμάται”

Question 17

Σταθερές C,m στο νόμο του Paris

Answer 17

m: 2-4 για Me

4-100 για κεραμικά και πολυμερή