Trötthetsprovning utvärderar ett materials motstånd mot cyklisk belastning – kritiskt för komponenter utsatta för upprepad spänning (flygplan, broar, motorer, implantat).
Standard provprocedur (Enligt ASTM E466, E606, ISO 1099, etc.)
- Provpreparation: Standardgeometri (klockformad, platt, cylindrisk), ytfinish (polerad, kerb för brottmekanik), värmebehandling matchande driftsförhållanden.
- Maskinval:
- Axial (drag-tryck): servohydraulisk eller elektromagnetisk.
- Rotterande böjning: R.R. Moore, Krouse.
- Torsion: för axelliknande komponenter.
- Termomekanisk: miljöklamrar.
- Belastningsparametrar:
- Spänningskvot R = σ_min/σ_max (R = -1 fullt vriden; R = 0,1 drag-drag).
- Amplitud, medelspänning, frekvens (typiskt 10–100 Hz; högre → uppvärmning).
- Vågform: sinus, kvadrat, block, spektrum (tjänstebelastningshistorik).
- Uppställning & Justering: Precisionstaggar, extensorer/sträckmätare, termisk övervakning. Feljustering → böjning → ogiltig data.
- Dataförvärv: Last, förskjutning/sträckning, cykler, temperatur (hög-hastighets DAQ).
- Körning: Kör till brott (fraktur) eller run-out (t.ex. 10⁷ cykler). Auto-stopp vid brott/sträckningsfall.
- Analys:
- S-N kurva (Wöhler kurva): spänningsamplitud vs log cykler till brott.
- Trötthetsgräns (uthållighetsgräns) – om plateau existerar (ferritiska).
- Trötthetshållfasthet vid N cykler.
- Sprickväxt hastighet (da/dN) vs ΔK (brottmekanik).
- Fraktorografi (SEM): ursprung, förlopp, slutlig fraktur.
- Rapportering: Material, värmebehandling, geometri, yta, miljö, R, frekvens, temperatur, N_f, S-N diagram, statistisk fördelning (Weibull).
Kritiska faktorer
- Ytfinish (skrovlighet ↓ livslängd).
- Egenspänning (skotthårdning ↑ livslängd).
- Temperatur, korrosion, fretting.
- Multiaxial belastning (kritiska plan tillvägagångssätt).
Standardöverensstämmelse säkerställer reproducerbarhet. Resultat informerar design säkerhetsfaktorer, inspektionsintervall och livslängdsprognosmodeller.
