آزمایش خستگی

آزمایش خستگی                     

خستگی گسیختگی اجسام در اثر تنشی کمتر از تنش مجاز استاتیکی خودشان را باعث می شود . دلیل این امر آن است که جسم تحت اثر مداوم و طولانی خسته شده زودتر خراب می شود.

سه نوع بارگذاری می تواند موجب خستگی و منجر به شکست جسم شود :

1 )فشاری - کششی

2 )خمشی تکراری

3 )خمشی- پیچشی

برای بررسی تغییرات بارگذاری، یک کشش سینوسی اعمال می کنیم تا شکست ناشی از خستگی مورد آزمایش قرار گیرد. در سطح مقطع نمونه به دلیل دوران در نقاط یکسان تنشها تغییر می کنند.

اصولا شکست اجسام تحت تنش ناشی از خستگی در طی مراحل زیر پیش می آید :

1)مرحله ایجاد ترک :

 یک ترک ابتدایی در این مرحله بوجود می آید. این ترک ممکن است به خاطر وجود خراشهای عملیات مکانیکی به وجود آیند.

2)مرحله انتشار ترک :

زمانی که در جسم ترک ایجاد می شود به دلیل وجود نیروهای کششی و فشاری متناوب جسم دائما تحت کشش و فشار قرار گرفته و باز و بسته می شود. این کار باعث خواهد شد که سری خطوط و نقاط صیقلی به دلیل باز و بسته شدن مداوم ترکها در جسم ایجاد گردد.

3)مرحله شکست :

دراین مرحله جسم دیگر در مقابل اعمال تنش تاب نمی آورد و می شکند. و سطح مقطع شکست آن دارای دو منطقه شکست خستگی و  گسیختگی است.

هدف از انجام این آزمایش به دست آوردن مقاومت خستگی میله است. به این صورت که ابتدا میله را تحت بارخمشی قرار داده سپس آنرا با تعداد سیکل مشخصی دوران می دهیم تا در همه جهات به طور یکنواخت بر تمامی سطح نمونه تنش وارد شود. نمونه در اثر دوران به تدریج مقاومت خود را از دست داده و گسیخته می شود.

نحوه انجام آزمایش:

  میله ها را از سمت چپ داخل دستگاه کرده و سیموزانهای چپ و راست دستگاه را سفت می کنیم. نمونه را بار اول تحت بار خمشی 150 مگا پاسکال و بار دوم تحت بار خمشی 170مگاپاسکال قرار می دهیم. در دو طرف تکیه گاه گیردار نمونه دو gage‌ قرار دارند که دقت آنها تا  است و  با هر دور چرخش  را طی می کنند. Gage  ها را صفر کرده و روی دستگاه قرار می دهیم. بعد اعداد gage‌ را در اثر اعمال بار بروی نمونه قرائت می کنیم. شماره اولیه کنتور را خوانده موتور را روشن می کنیم تا نمونه در اثر دوران گسیخته شود. سپس شماره انتهایی کنتور را می خوانیم. در هنگام کار حفاظ روی دستگاه باشد.

اعداد قرائت شده از روی گیج بعد از آنکه به آرامی بار را وارد کردیم به صورت جدول زیر است:

                          

گیج سمت راست	گیج سمت چپ
1.19mm     (1)	1.23mm   (1)
1.38mm    (2)	1.37mm   (2)

دور موتور  بود.در نمونه ی اول عدد کنتور از 17211400 به 17270400 تغییر کرد,نمونه در اثر

2950000(17270400-17211400)×50=   دور گسیخته شد.

در نمونه ی دوم عدد کنتور از 17270400 به 17326400 تغئیر کردونمونه در اثر 17326400-17270400)×50=2800000)دور گسیخته شد.

در صورتی که تنش را بیشتر کنیم تعداد دور کمتر می شود و جسم زودتر خسته می شود.

تاثیر عوامل محیطی بر مقاومت نمونه :

1.   دما باعث می شود نمونه نرم شده و مقاومت آن پایین بیاید.

2.   زبری سطح باعث می شود در سطح تمرکز تنش بوجود بیاید و نمونه سریعتر بشکند.

3.    محیط شیمیایی موجود باعث می شود در سطح خوردگی و ترک خوردن بوجود بیاید که در ایجاد ترک میکروسکوپی مؤثر است.

شکل کلی نمونه ای که مورد ازمایش قرار گرفت:                                 

نمونه اول:↓

نمونه دوم:↓

نمونه(1):

X=21.95cm,x=6.28cm,t=0.58cm,y=0.71cm,h=1.19cm

نمونه(2):

X=21.94cm,x=6.27cm,t=0.58cm,y=0.71cm,h=1.19cm

گیج سمت راست	گیج سمت چپ
1.19mm     (1)	1.23mm   (1)
1.38mm    (2)	1.37mm   (2)