Az összetevő fáradtságának élettartama két szakaszból áll: a repedés kezdeményezése és a repedés terjedése. A törésmechanika a repedés növekedési életének előrejelzésére szolgáló módszer. Különösen hasznos az olyan alkatrészeknél, amelyek hibákat vagy repedést tartalmaznak. A törésmechanika alapú fáradtság -elemzés fő alkalmazása magában foglalja a maximális tolerálható kezdeti hibaméret meghatározását (gyakran hegesztési élettartamot), a repedés növekedési élettartamának kiszámítását ismert vagy feltételezett repedésmérettel és az ellenőrzési intervallumok tervezését. A repedés növekedésének pontos előrejelzéséhez ennek a módszernek a felhasználásával elengedhetetlen a tesztek elvégzése az anyag fáradtság -repedés növekedési ütemének (FCGR) eléréséhez megfelelő környezeti feltételek mellett.
Az FCGR -t gyakran a stressz -intenzitási faktor tartomány függvényében fejezik ki, ΔK, a Párizsi Power törvény szempontjából:
da/dn=a ΔKM [1]
Ahol a DA/DN ciklusonként repedésnövekedés, ΔK a stressz tartomány, a repedés méretének és a minta geometriájának függvénye, az A és M anyagállandók, amelyeket meg kell határozni a fáradtság repedési növekedési tesztek elvégzésével.
Két jól elismert szabvány van az FCGR tesztek elvégzésére: ASTM E647 (1) és ISO 12108 (2). Ezek nagyrészt összhangban vannak, de vannak kis különbségek a kettő között. Az ilyen különbségekre példa a C paraméter specifikációja, amely a terheléscsökkenés nagysága a csökkenő ΔK FCGR teszt során (-0,08 mm-1 ASTM E647-ben, míg -0,1mm-1 az ISO 12108-ban) és a repedés növekedési küszöbének meghatározása, ΔKTH: 10-7 mm/ciklusban.
Az FCGR -tesztekhez standard minta geometriákat kell használni, amelyek tartalmazzák a kompakt feszültséget (CT), az Single Edge Notch Bend (SENB), az Single Edge Notch feszültség (küldött) és a középső repedés feszültség (CCT) mintáit. Mind az ASTM E647, mind az ISO 12108 elfogadja ezeket a minták geometriáit, és biztosítja a K megoldásokat. Az 1. ábra a SENB és CT minták geometriáját mutatja, amelyeket gyakrabban használnak, mint a másik kettő. A SENB mintához képest a CT -mintának az az előnye, hogy gazdaságosabb az anyagban, amely fontos lehet, ha az anyagminta korlátozott. Az ilyen minta megmunkálása azonban drágább. A SENB minta geometria másik előnye, hogy könnyebb egy tesztet beállítani egy maró környezeti kamrában.
Szabványok (1, 2) Adják meg a minta, a Notch és a Pre - repedés méretkövetelményeit. A Notch -ot gyakran elektromos kisülési megmunkálással (EDM) állítják elő, és a Pre - repedést ciklikus terheléssel vezetik be. Fontos annak biztosítása, hogy az utolsó maximális K (KMAX) a Pre - repedésben kevesebb, mint az FCGR -teszt kezdetén használt KMAX. Ennek elérése érdekében a pre - repedést gyakran a későbbi FCGR -tesztnél alkalmazott stressz aránynál végzik.