Zmęczenie materiału

Zmęczenie materiału – zjawisko pękania materiału pod wpływem cyklicznie zmieniających się naprężeń.

Obciążenia zmęczeniowe – są obciążeniami zmiennymi w czasie, typowymi obciążeniami dla różnorodnych części i podzespołów maszyn. Odpowiadające im naprężenia nazywane są naprężeniami zmiennymi lub naprężeniami zmęczeniowymi.

Przebieg obciążeń zmiennych w czasie jest określany jako widmo obciążenia. Może przebiegać nieregularnie, przypadkowo lub w sposób ustalony. Gdy segmenty obciążenia powtarzają się, co jest charakterystyczne dla obciążenia okresowo zmiennego, które nazywane jest obciążeniem cyklicznym. W ciągu jednego okresu zachodzi pełny cykl zmian obciążenia, a analogicznie do tego pełny cykl zmian naprężenia. Szczególnym przypadkiem obciążenia okresowo zmiennego jest obciążenie sinusoidalnie zmienne. Obciążenie to zostało przyjęte za podstawę wyznaczania właściwości zmęczeniowych materiałów i elementów konstrukcji. Cykl naprężeń sinusoidalnie zmiennych jest opisany przez parametry: naprężenie maksymalne cyklu ${\displaystyle \sigma _{max},}$ naprężenie minimalne cyklu ${\displaystyle \sigma _{min},}$ okres zmian ${\displaystyle T}$ lub jego odwrotność: częstotliwość zmian ${\displaystyle f.}$

Wytrzymałość zmęczeniowa to graniczna amplituda naprężeń, poniżej której materiał nie ulega zniszczeniu (przy danej liczbie cykli – liczba cykli to wynik pojedynczego badania zmęczeniowego)

Naukę o zmęczeniu materiału można podzielić ze względu na podejście na:

• Metody bazujące na naprężeniach (wysokocyklowa wytrzymałość zmęczeniowa)
• Metody bazujące na odkształceniach (niskocyklowa wytrzymałość zmęczeniowa)
• Metody bazujące na energii odkształcenia
• Metody bazujące na współczynniku intensywności naprężeń (mechanika pękania)

Zobacz też

• zmęczenie kryształów