Αν κανείς βασιστεί στα στατικά αξονικά πειράματα θα παρασυρθεί να πιστέψει ότι, εφόσον δεν έχει ξεπεράσει το όριο ελαστικότητας θα μπορούσε να επαναλάβει μια φόρτιση άπειρες φορές. Αν και αυτό μπορεί να ισχύει για μερικές δεκάδες ή εκατοντάδες επαναλήψεις, όταν η φόρτιση επαναλαμβάνεται για χιλιάδες ή και εκατομμύρια κύκλους, τότε η θραύση επέρχεται και μάλιστα για τάσεις πολύ μικρότερες του στατικού ορίου αντοχής του υλικού.

Στη πράξη όλες οι κατασκευές και τα εξαρτήματά τους υφίστανται μια ποικιλία φορτίων. Άλλα από αυτά είναι απλά και επαναλαμβανόμενα και άλλα είναι πολύπλοκα ή και εντελώς τυχαία. Η επόμενη εικόνα έχει παραδείγματα πραγματικών φορτίων κόπωσης.

 

Εικόνα 4 : Πραγματικές ακολουθίες φορτίων (ASTM): (α) Πτήση αεροσκάφους, (β) Κινούμενο όχημα, και, (γ) Γέφυρα αυτοκινητοδρόμου.

Στη πράξη οι πειραματικές δοκιμές γίνονται με πιο απλές ακολουθίες φορτίων όπως είναι οι παρακάτω. Κάθε επίπεδο τάσης αποτελείται από ιδίου εύρους εναλλασσόμενες (ημιτονοειδείς, τριγωνικές, κλπ.) φορτίσεις:

Εικόνα 5 : Πειραματικές ακολουθίες φορτίων : (α) Τεστ 6 επιπέδων, (β) Τυχαία επίπεδα φόρτισης.

Η ονοματολογία που χρησιμοποιείται στις φορτίσεις κόπωσης φαίνεται στο ημιτονοειδές φορτίο του σχήματος που ακολουθεί. Σημειώνονται η μέγιστη σmax, η ελάχιστη σmin, η μέση τάση σm ή σmean, και η εναλλασσόμενη τάση σa ή σalt.

Εικόνα 6 : Ονοματολογία περιοδικών φορτίων κόπωσης

Οι αλγεβρικές σχέσεις που συνδέουν τις παραπάνω ποσότητες έχουν ως εξής:

            ,      (1)

Οι εφελκυστικές τάσεις είναι αλγεβρικά θετικές και οι θλιπτικές τάσεις αρνητικές. Στη κόπωση χρησιμοποιούνται πολύ συχνά και οι δύο λόγοι R & A των παρακάνω ποσοτήτων οι οποίοι ορίζονται σαν:

(2)

Τα πειράματα κόπωσης πραγματοποιούνται σε δοκίμια συγκεκριμένης μορφής ανάλογα με το ποια χαρακτηριστικά της επέκτασης της ρωγμής θέλουμε να μελετήσουμε. Χαρακτηριστικά δοκίμια πειραμάτων κόπωσης είναι τα παρακάτω:

                  
     
Εικόνα 7 : Δοκίμια πειραμάτων κόπωσης

[Προηγούμενη] | Πάνω | [Επόμενη]