Son güncelleme: 22.08.2023
Makine parçaları kullanım sırasında tekrarlı yükler altında çalışır. Tekrarlı yükler altında çalışan metal parçalarda, gerilmeler parçanın statik dayanımından küçük olmasına rağmen belli bir tekrarlı yük sonunda metal yüzeyinde mikroskobik çatlaklar oluşur bu çatlaklar büyüyerek kopma- kırılma meydana gelir. Kırılma ve mekanik arızaların %50 ila % 90’ının tekrarlı yükler nedeniyle yorulmaya bağlı olduğu tahmin edilmektedir. Bu rakamları doğru bir şekilde elde etmek gerçekten zordur, çünkü yorgunluk arızası genellikle öngörülemez, beklenmediktir. Yorgunluk, yüksek çevrim yorgunluğu ve düşük çevrim yorgunluğu bölgelerine ayrılmıştır.
Yüksek çevrim yorulma bölgesi 104 den fazla tekrarın gerektiren stresin düşük ve malzemenin öncelikle elastik olduğu yorulma durumundaki kısımdır. Gerilme üzerinden hesaplama gerçekleştirilir. Gerilme ömrü yöntemi, metallerin yorulma analizi için klasik yöntemdir ve kökenleri 1850’de Wöhler’in çalışmasına dayanmaktadır. SOLIDWORKS Simulation ile yüksek çevrimli yorulma analizi yapmak mümkündür. SN eğrisi ve yorulma örneklerine ulaşmak için tıklayınız.
Yorulma akma sınırından daha büyük gerilmeler nedeni ile meydana gelir. Bu nedenle arızaya giden döngü sayısı düşüktür. Malzemenin yorulma ömrü N≤104 daha küçüktür. Örnek, nükleer reaktör çekirdek elemanları, hava araçları, türbin elemanları ve ara sıra da olsa aşırı yüklere maruz kalan tüm elemanlardır. Plastik bölgede gerilmedeki büyük değişiklikler stresteki küçük değişikliklerle de meydana gelebilir. Düşük çevrimli yorulma hesabı gerinim üzerinden hesaplanır.
Deneyler, düşük çevrim yorgunluğunun da çatlak büyümesi olduğunu göstermiştir. Yorgunluk arızaları, hem yüksek hem de düşük döngü için, hepsi çatlak başlatma (aşama I) çatlak büyümesi (aşama II) çatlak büyümesi ve nihai başarısızlık temel adım sürecini izler.
Düşük çevrimli yorulma ömrünü ve hasarı hesaplamak için çok daha gelişmiş olan analiz programlarına ihtiyaç vardır. Bunun sebebi yüksek çevrimli yorulma hesaplamalarının çoğu için matematik nispeten kolaydır, çünkü yalnızca bir gerilim bileşeni vardır. Düşük çevrimli yorulma hesaplamalarında, gerinim elastik ve plastik bileşenlerinin ayrı ayrı ele alınması gerektiğinden matematik daha zordur.
Fe-safe analiz programımız ile düşük çevrimli yorulma hesabı gerçekleştirebilirsiniz. Fe-safe analiz ürünümüze hem 3DEXPERIENCE içerisindeki SIMULIworks rolleri ile hemde SIMULIA Legacy ürün portföyümüz ile ulaşabilirsiniz.
