Belastingscycli

Belastingscycli zijn opeenvolgende of herhaalde toepassingen van belasting of spanning op een materiaal, onderdeel of constructie. Bij veel toepassingen leidt herhaalde belasting tot vermoeidheidsfalen eerder dan bij eenmalige belastingen. Belastingscycli kunnen mechanische, thermische of gecombineerde belasting omvatten, maar het begrip wordt vooral gebruikt bij herhaalde mechanische belasting.

Typen en kenmerken van belastingscycli omvatten de amplitude van de belasting (het verschil tussen de maximale en minimale spanning), de mean stress (de gemiddelde spanning gedurende een cyclus), en het gevormde signaal (bijv. sinusvormig, rechthoekig of driehoekig). Cycli kunnen constant amplitude hebben, waarbij elke cyclus dezelfde spanning oplevert, of variabele amplitude, waarbij de spanningen per cyclus verschillen. Het mogelijk aantal cycli tot falen wordt aangeduid als Nf en wordt vaak samengevat in S-N-curves (Wöhler-curves). Ook kan de belasting worden gekarakteriseerd door stressrange en frequentie, die invloed hebben op de levensduur.

Verkrijging en analyse vindt doorgaans plaats via fas Fatigue-tests met servo-hydraulische of servo-elektrische testopstellingen. Uit de tests komen S-N-gegevens en, waar mogelijk, Basquin-relaties die de relatie tussen spanning en levensduur beschrijven. Correcties voor gemiddelde spanning kunnen worden toegepast (bijv. Goodman-, Gerber- of Soderberg-criteria). Voor multiaxiale belasting bestaan gespecialiseerde modellen en methoden.

Belastingscycli zijn cruciaal bij het ontwerp en de betrouwbaarheid van producten en systemen in sectoren zoals luchtvaart, auto-industrie, civiele techniek en consumentengoederen. Ze bepalen veilige bedrijfsgrenzen, onderhoudsintervallen en verwachte levensduur onder realistische operationele omstandigheden. Omgevingsfactoren zoals temperatuur, corrosie en oxidatie kunnen de effectiviteit van belastingscycli beïnvloeden en moeten worden meegenomen in de beoordeling.