Koormusetsüklid

Koormusetsüklid (load cycles) on järjestikused stressi- või striinivaheldused, mida materjal või konstruktsioon kogeb töös. Iga tsükkel kirjeldab koormuse vaheldumise piirid ja amplituudi ning sageli ka tsükli keskmist pinget. Tsüklid võivad olla täielikult pöörduvad (R-suhe ligikaudu -1), st pinged vahelduvad sümmeetriliselt, või mitte täielikult pöörduvad (R ≠ -1). Koormusetsüklid võivad esineda erineva kujuga ja kestusega ning neid võib esineda regulaarselt või juhuslikult signaalidel.

Analüüs hõlmab koormusajaloo teisendamist üksiktsükliteks. Üks levinumaid meetodeid on Rainflow-lugemine, mis eraldab tsüklid amplituudi ja keskväärtuse alusel. Selline tsüklite jaotuste teave on alus väsimuse hindamiseks. Väsimust modelleerides kasutatakse sageli S-N kõverat (koormuse amplituudi vs. eluea lõpp) ja Mineri reeglit (kumulative damage). Mineri reegel arvutab kogu kahjustuse D = sum(n_i / N_i), kus n_i on tsüklite arv teatud amplituudiga ja N_i on selle amplituudi korral lubatud elu täisarv tsükleid. Kui D ≈ 1, peetakse materjali või komponenti väsimuse poolest ebausaldusväärseks.

Koormusetsüklite mõistmine on oluline konstruktsioonide ohutuse ja vastupidavuse hindamisel ning võimaldab optimeerida disaini ja töötingimusi, et vähendada ülekoormust ja kulusid.