Lågcyklisk

Lågcyklisk (LCF, low-cycle fatigue) är en term inom materialvetenskap och mekanik som beskriver fatigue där antalet cykler till misslyckande är lågt och varje cykel ofta innebär betydande plastisk deformation. Begreppet används i kontrast till högcyklisk fatigue (HCF), där antalet cykler är stort och deformationen främst är elastisk.

Kännetecken för lågcyklisk fatigue är att sprickbildning ofta sker efter ett fåtal tusen till tiotusentals cykler och att plastisk töjning spelar en stor roll i materialets livslängd. Sprickor initieras vanligtvis i ytan eller nära defekter och sprickspridningen kan vara snabb när plastiska effekter uppträder varje cykel. De mekaniska och mikrostrukturella förändringarna i materialet påverkas starkt av lastförhållanden, temperatur och miljö.

Modeller och metoder för LCF bygger ofta på strain-life-ansatsen (epsilon-Nf). Denna modell relaterar antalet cykler till misslyckande till både elastisk och plastisk töjning under varje cykel, ofta genom Coffin-Manson-relationen eller kombinationer av elastiska och plastiska komponenter. Strain-life används för att beskriva livslängden i regioner där plastisk deformation dominerar, medan högcyklig fatigue vanligtvis används som Basquin-liknande modeller i elasticregimen. LCF-data erhålls ofta genom sträcktstyrda tester som registrerar hysteresis-loopar och antal cykler till misslyckande.

Material och miljö spelar stor roll: metalliska material som stål och aluminiumlegeringar uppvisar olika LCF-beteenden beroende på legeringar, värmebehandling, ytsusceptibilitet och temperatur. Lågcyklisk fatigue är särskilt relevant i flyg-, fordons- och energiindustrin där komponenter utsätts för stora plastiska töjningar i serien av cykler.