S-N 曲線/Woehler Curve

S-N曲線の説明：

• R_m 静的強度 (ここでは 引張強さ)
• S_a 公称振幅荷重
• S_aD 高サイクル疲労強さ
• N 許容サイクル数
• N_D エッジ荷重サイクル数
• N_G しきい値サイクル数
• K 低サイクル疲労 / 低サイクル疲労強さ
• Z 有限疲労寿命 / 有限疲労寿命強さ
• D 高サイクル疲労 / 高サイクル疲労強さ

低サイクル疲労 K は約 10⁴ から 10⁵ のレンジで負荷をかけていきます。

低サイクル疲労強さは 低サイクル疲労 (LCF )試験.で求めます。この範囲では、サイクル中に塑性変形が発生し、材料が初期段階で破損する程度まで材料やコンポーネントに応力がかかります。Coffin-Manson モデルがもっと詳細な評価ではよく用いられます。

サイクルの4分の1以内に試験片が破損する負荷は、静的強度と呼ばれ、引張試験でも決定されます。

有限疲労寿命 Z は10⁴ と 2·10⁶ サイクルのレンジで行われます （材料による）。有限疲労寿命の範囲に到達した試験片の状態は、常に破損基準にたっしています（例、亀裂または破断）。

有限疲労寿命強さは 高サイクル疲労 (HCF )試験.で求めます。試験後の結果は、1つの振幅応力での負荷サイクル数です。

高サイクル疲労Dは、疲労または破損の重大な兆候なしに、材料が繰り返し荷重中に耐えることができる応力限界を表します。高サイクル疲労は高サイクル疲労試験によって決定されます。

高サイクル疲労において、繰返し限界サイクルN_G が決定されます。試験片がこの繰返し限界サイクルの到達前に破断した場合、”失敗”と見なされます。高サイクル疲労試験中に、破断せずに1,000,000サイクル以上耐える材料は、耐疲労性があると見なされます。

高サイクル疲労のコンセプトにより、静的コンセプトよりも許容応力が大幅に低くなります。

高サイクル疲労範囲におけるS-N（Woehler）曲線のコースは、3つのタイプに分けられます。

• S-N曲線の水平方向のコース：顕著な高サイクル疲労強度または長期疲労強度は、フェライト鋼でよく発生します
• 傾きの少ないS-N曲線のさらなる低下：オーステナイト鋼またはアルミニウムでよく発生します
• 最初の水平コースの後、S-N曲線は約108サイクルで低下します：内部の損傷により、表面の下に亀裂が発生します。

• DIN 50100-荷重制御疲労試験–金属試験片およびコンポーネントの一定振幅荷重での繰り返し試験の実行と評価
• ASTME466-15-金属材料の荷重制御一定振幅一軸疲労試験を実施するための標準的な方法
• ISO 1099 金属材料 – 疲労試験 – 軸荷重制御法
• DIN EN 6072 - 航空宇宙シリーズ - 金属材料 - 試験方法 - 一定振幅疲労試験