הצגת המקור של הדף "התעייפות"

[[קובץ:Lineezoom.jpg|שמאל|ממוזער|250px|דוגמה לשבר '''התעיפות''']]
[[קובץ:BrittleAluminium320MPA S-N Curve.jpg|שמאל|ממוזער|250px|דוגמה לעקומת '''התעיפות''' של אלומיניום]]
[[קובץ:Fatigue1.jpg|שמאל|ממוזער|250px|עומס מתחלף]]
[[קובץ:Fatigue2.JPG|שמאל|ממוזער|250px|דיאגרמת גודמן המתוקנת]]
[[קובץ:Fatigue3.jpg|שמאל|ממוזער|250px|דיאגרמת גודמן המתוקנת]]
'''התעייפות''' היא תופעה של צבירת נזק ב[[חומר]] [[מוצק]] כתוצאה מפעולת {{קישור שפה|אנגלית|Cyclic stress|מאמץ מחזורי}} בעל מספר מחזורי העמסה רבים. כתוצאה מצבירת הנזק יכול להיווצר השבר במאמצים נמוכים בהרבה מ[[כניעה (הנדסה)|מאמץ הכניעה]] הרגיל של החומר.

== תהליך ההתעייפות ==
התעייפות הוא מושג המתייחס להתנהגות של חומרים תחת עומס משתנה ולהרס של חומרים העמוסים בעומס משתנה. [[מהנדס]]י [[המאה ה-19]] היו מודעים לתופעה אבל לא סיפקו לה הסבר והניחו שתכונות החומר משתנות בהשפעת העומס, כלומר שהחומר הופך לפריך. סיבת ה[[הרס]] הידועה כתופעה של התעייפות היא היווצרות [[שבר (הנדסה)|סדקים]] זעירים [[מיקרוסקופ]]יים החודרים לעומק החומר, מקטינים את שטח החתך הנושא בעומס ויוצרים ריכוזי מאמצים.

=== שלבים ===
# '''אתחול''' (Initiation): בשלב זה, כתוצאה מהמאמץ המחזורי מתחיל להיווצר סדק קטן. שלב זה קצר, ובדרך כלל אינו נמשך מעבר לחמישה גרעינים סביב נקודת ההתחלה. לעיתים, בהתאם לחומר ולסביבה, שלב זה אינו ניתן להבחנה.
# '''התקדמות''' (Propagation): בשלב זה חלה התקדמות מחזורית בגידול הסדק, עד אשר החומר הנשאר חלש מידי כדי לשאת בעומס.
# '''שבר''' (Fracture): החלק הנותר נשבר בפתאומיות כתוצאה מהעומס המופעל.

גבול ההתעייפות או [[חוזק חומרים|חוזק]] ההתעייפות של החומר הוא המאמץ המרבי שהחומר עומד בו במספר גדול מאוד של מחזורי עומס, [[אין סוף]] מחזורים באופן תאורטי ומיליוני מחזורים באופן מעשי כאשר המספרים תלויים בסוג החומר. גבול ההתעייפות של החומר נקבע בניסיון להתעייפות המבוצע במכונה מיוחדת המעמיסה דגם קטן בעל מידות וצורה מוגדרים. הדגם נבדק תחת [[מאמץ כפיפה]] מחזורי. גורמים המשפיעים על גבול ההתעייפות הם סוג החומר ומצבו, סוג העומס, צורת מחזור העומס, מצב פני השטח והימצאות חריצים, קדחים ופינות חדות הגורמים ל[[ריכוז מאמצים]]. [[טבלה|טבלאות]] או [[גרף פונקציה|גרפים]] מגדירים את מקדמי ריכוז המאמצים המתאימים לפי הצורה והגודל.

== תיאור גרפי של מאמץ ההתעייפות ==
נסמן:
*<math>\ \sigma_{max}</math> - מאמץ מרבי
*<math>\ \sigma_{min}</math> - מאמץ מזערי
*<math>\ \sigma_{a}</math> - משרעת המאמץ
*<math>\ \sigma_{m}</math> - מאמץ ממוצע
כאשר:
:<math>\ \sigma_{m}=\frac{\ \sigma_{max}+\ \sigma_{min}}{2}</math>
<br>
:<math>\ \sigma_{a}=\frac{\ \sigma_{max}-\ \sigma_{min}}{2}</math>

'''דיאגרמת גודמן המתוקנת''' מציגה בצורה גרפית את תחום המאמצים בו לא ייגרם הרס כתוצאה מהתעייפות.

נסמן:
*<math>\ S_{y}</math> - מאמץ הכניעה של החומר
*<math>\ S_{u}</math> - מאמץ ההרס של החומר
*<math>\ S_{e}</math> - מאמץ ההתעייפות של החומר

== לקריאה נוספת ==
<div style="text-align: left; direction: ltr; margin-left: 1em;">
* W. Schutz (1996).''' A history of fatigue'''. Engineering Fracture Mechanics 54: 263-300. DOI
* W.J.M. Rankine. (1842). '''On the causes of the unexpected breakage of the journals of railway axles''', and on the means of preventing such accidents by observing the law of continuity in their construction. Institution of Civil Engineers, Minutes of Proceedings, 105-108. ספרו של [[ויליאם ג'ון מקורן רנקין|המדען והמהנדס רנקין]] מייסד התחום.
* F. Braithwaite. (1854). "'''On the fatigue and consequent fracture of metals'''". Institution of Civil Engineers, Minutes of Proceedings, 463–474.
* Andrew, W. (1995) '''Fatigue and Tribological Properties of Plastics and Elastomers'''
* Dieter, G. E. (1988) '''Mechanical Metallurgy''' 
* Little, R. E. & Jebe, E. H. (1975) '''Statistical design of fatigue experiments'''
* Joseph E. Shigley & Larry D. Mitchell, '''Mechanical Engineering Design''', McGraw-Hill 1983. Chepter 7 pages 270 -353
</div>

<hr>
== קישורים חיצוניים ==
{{ויקישיתוף בשורה}}
* שון קלי, [https://web.archive.org/web/20050830021748/http://www.sv.vt.edu/classes/MSE2094_NoteBook/97ClassProj/anal/kelly/fatigue.html עיפות החומר]
* [https://web.archive.org/web/20101215115816/http://www.fatiguecalculator.com/ מאמרים ומחשבונים בנושא עיפות החומר]
* [https://web.archive.org/web/20070331210530/http://www.epi-eng.com/BAS-Fatigue.htm עיפות המתכת]
* [https://web.archive.org/web/20070905215730/http://www2.ing.unipi.it/~dimnp/CD/EN/mechanical_engineering/fatigue_testing.htm מבחני עיפות החומר]
* [http://www.materialsengineer.com/CA-fatigue.htm כשל עיפות של מתכות]
* [https://web.archive.org/web/20070312131201/http://www.ndt-ed.org/EducationResources/CommunityCollege/Materials/Mechanical/Fatigue.htm תכונות של עיפות החומר]
* [http://www.statisticalengineering.com/fatigue_fracture.htm עיפות ושבר]
* [https://web.archive.org/web/20061016061533/http://www.rockfordspring.com/springfatigue.asp עייפות קפיץ עם דיאגרמת גודמן]
* {{בריטניקה}}

{{מאמץ (הנדסה)}}

{{בקרת זהויות}}

[[קטגוריה:הנדסה]]
[[קטגוריה:הנדסת מכונות]]