BRPI1107150A2 - apparatus for estimating the likelihood of limb fatigue fracture, method for estimating the likelihood of limb fatigue fracture, and computer program product - Google Patents

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BRPI1107150A2
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Hiroshi Shimanuki
Tetsuro Nose
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Nippon Steel Corp
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  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Abstract

APARELHO PARA ESTIMAR A PROBABILIDADE DE FRATURA POR FADIGA EM MEMBRO, MÉTODO PARA ESTIMAR A PROBABILIDADE DE FRATURA POR FADIGA EM MEMBRO, E PRODUTO DE PROGRAMA DE COMPUTADOR. A presente invenção refere-se a um volume efetivo V~ ep~ de um membro é calculado como uma quantidade de correção de tensão o~ corr~ adicionada a uma tensão efetiva (amplitude de tensão) o~ ip~ em cada posição do membro de modo que uma resistência à fadiga do membro variável que corresponde a uma tensão média que varia dependendo da posição do membro é aparentemente constante a um valor quando a tensão média no membro é 0 (zero) independentemente da posição do membro e uma probabiliade de fratura cumulativa P~tp~devido à fadiga do membro é derivada com o uso do volume efetivo V~ ep~ do membro.Apparatus for estimating the probability of fatigue fracture in the member, method for estimating the probability of fracture of fatigue in the member, and the product of a computer program. The present invention relates to an effective volume V and p of a limb is calculated as an amount of voltage correction or corrected to an effective voltage (amplitude of amplitude) at each position of the limb. such that a variable limb fatigue strength corresponding to a mean stress that varies depending on the limb position is apparently constant at a value when the mean limb stress is 0 (zero) regardless of the limb position and a cumulative fracture probability P ~ tp ~ due to limb fatigue is derived using the effective volume V ~ and p ~ of the limb.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "APARELHO PARA ESTIMAR A PROBABILIDADE DE FRATURA POR FADIGA EM MEMBRO, MÉTODO PARA ESTIMAR A PROBABILIDADE DE FRATURA POR FADIGA EM MEMBRO, E PRODUTO DE PROGRAMA DE COMPU- TADOR".Report of the Invention Patent for "Apparatus for estimating the probability of fatigue fracture in member, method for estimating the probability of fatigue fracture in member, and product of computer program".

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO Campo da invençãoBACKGROUND OF THE INVENTION Field of the invention

A presente invenção refere-se a um aparelho para estimar a probabilidade de fratura por fadiga em membro, um método para estimar a probabilidade de fratura por fadiga em membro e um produto de programa de computador e, particularmente, àqueles que são preferencialmente usa- dos para estimar a probabilidade de fratura devido à fadiga de uma parte da máquina sujeitada à carga repetida. Descrição da técnica relacionadaThe present invention relates to an apparatus for estimating the likelihood of limb fatigue fracture, a method for estimating the likelihood of limb fatigue fracture and a computer program product, and particularly those which are preferably used. to estimate the likelihood of fracture due to fatigue of a part of the machine subjected to repeated loading. Description of Related Art

Convencionalmente, a estrutura das partes da máquina (partes de metal e similares) sujeitas à carga repetida é freqüentemente feita para prevenir fratura por fadiga da mesma. Especificamente, uma relação Good- man modificada é criada a partir da resistência à fadiga e o limite de fadiga obtido baseando-se no resultado de um teste de fadiga de um pedaço de teste de fadiga de material e uma resistência à tração do material. Um dia- grama de limite de fadiga é criado o qual é modificado em consideração dos efeitos nas características de fadiga tais como a dimensão do membro, a aspereza da superfície e tensão residual baseando-se na relação Goodman modificada. Então, uma resistência à fadiga exigida é encontrada em consi- deração à tensão média na parte e à amplitude da tensão, e é confirmado que o diagrama de limite de fadiga vai além do fator de segurança apropria- do para a resistência à fadiga, segundo o qual é feita a estrutura de resistên- cia à fadiga do membro (vide, por exemplo, o Documento Não Patente 1 pa- ra uma mola que é uma das típicas partes de máquina).Conventionally, the structure of machine parts (metal parts and the like) subjected to repeated loading is often made to prevent machine fatigue fracture. Specifically, a modified Goodman ratio is created from the fatigue strength and the fatigue limit obtained based on the result of a fatigue test of a material fatigue test piece and a tensile strength of the material. A fatigue limit diagram is created which is modified taking into account effects on fatigue characteristics such as limb size, surface roughness and residual stress based on the modified Goodman ratio. Then, a required fatigue strength is found in consideration of the mean stress at the part and the amplitude of the stress, and it is confirmed that the fatigue limit diagram goes beyond the appropriate safety factor for fatigue strength, according to which is made of the fatigue strength structure of the limb (see, for example, Non-Patent Document 1 for a spring that is one of the typical machine parts).

Para lidar com variações nas características de fadiga do mate- rial, um método de criação da curva P-S-N e um método de encontrar uma distribuição de probabilidade cumulativa da resistência à fadiga em um de- terminado número de vezes de carregamento repetido são descritos em Ja- pan Society of Mechanical Engineers Standard JSME S 002 (método de tes- te de fadiga estatístico).To deal with variations in material fatigue characteristics, a method of creating the PSN curve and a method of finding a cumulative probability distribution of fatigue strength at a given number of repeated loading times are described in Ja- pan Society of Mechanical Engineers Standard JSME S 002 (Statistical Fatigue Test Method).

Ademais, no campo de avaliação de características de fadiga de um aço de alta resistência que possivelmente fratura começando da inclusão de tal aço provido de mola e similares, o volume de uma região em que uma tensão de, por exemplo, 90% da tensão máxima atuam é referido como um volume de risco como um indicador do tamanho de uma região de risco que é o ponto de inicio da fratura por fadiga e o tamanho do volume de risco é avaliado (vide o Documento Não Patente 2).Furthermore, in the field of fatigue characteristics of a high strength steel possibly fracturing starting from the inclusion of such spring-loaded steel and the like, the volume of a region where a stress of, for example, 90% of the maximum stress Act is referred to as a risk volume as an indicator of the size of a risk region that is the starting point of the fatigue fracture and the size of the risk volume is assessed (see Non-Patent Document 2).

Documento Não Patente 1 - Spring Technology Association, ter- ceira edição, Maruzen, 1982, páginas 379 a 382.Non-Patent Document 1 - Spring Technology Association, Third Edition, Maruzen, 1982, pages 379 to 382.

Documento Não Patente 2 - FURUYA Yoshiyuki, MATSUOKA Saburo, Inclusion Inspection Method in Ultra-sonic Fatigue Test, CAMP-ISIJ, Vol. 16, 2003, página 578Non-Patent Document 2 - FURUYA Yoshiyuki, MATSUOKA Saburo, Inclusion Inspection Method in Ultrasonic Fatigue Test, CAMP-ISIJ, Vol. 16, 2003, page 578

Entretanto, o fator de segurança descrito acima, o tamanho do volume de risco e o nível da tensão como uma referência não são baseados em qualquer base teórica, mas determinados experimentalmente. Ademais, quando uma estrutura é feita em consideração com uma probabilidade de fratura muito baixa, as variações causadas por experimentos não podem ser suficientemente avaliadas ou muitos experimentos são difíceis de conduzir em muitos casos. Consequentemente é difícil estimar acuradamente a pro- babilidade de fratura devido à fadiga da parte da máquina. SUMÁRIO DA INVENÇÃOHowever, the safety factor described above, the risk volume size and the voltage level as a reference are not based on any theoretical basis, but experimentally determined. Moreover, when a structure is taken into account with a very low probability of fracture, the variations caused by experiments cannot be sufficiently evaluated or many experiments are difficult to conduct in many cases. As a result, it is difficult to accurately estimate the probability of fracture due to machine part fatigue. SUMMARY OF THE INVENTION

A presente invenção é feita em consideração ao problema e seu objetivo é fazer possível estimar mais acuradamente que nunca antes a pro- babilidade de fratura por fadiga que ocorre com uma baixa probabilidade em uma região de tempo de vida útil longa de uma parte da máquina.The present invention is made in consideration of the problem and its purpose is to make it possible to estimate more accurately than ever before the probability of fatigue fracture that occurs with a low probability in a long life span region of a machine part.

Um aparelho para estimar a probabilidade de fratura por fadiga em membro inclui: um processador que executa pelo menos: um primeiro processo de aquisição para adquirir, como primeira informação de aquisição, um coeficiente de Weibull m e um parâmetro de escala au [N/mm2] quando uma distribuição de probabilidade de fratura por fadiga com relação a uma amplitude de tensão de um teste de fadiga em um determinado número de vezes de carregamento repetido de um pedaço de teste de fadiga feito de um material que constitui um membro é expressa por uma distribuição de Weibull de dois parâmetros; um segundo processo de aquisição para adqui- rir, como segunda informação de aquisição, uma amplitude aip [N/mm2] de uma tensão principal máxima ou uma tensão correspondente em cada posi- ção do membro e uma tensão média aave [N/mm2] sendo uma média da ten- são principal máxima ou uma tensão correspondente em cada posição do membro; um processo de derivação de volume efetivo de membro de derivar um volume efetivo Vep [mm3] do membro das seguintes Equação (A) e Equa- ção (B); e um processo de derivação de probabilidade de fratura de membro de derivar uma a probabilidade de fratura cumulativa Pfp devido à fadiga do membro de uma seguinte Equação (C); e uma unidade de relatório que rela- ta informação relacionada à probabilidade de fratura cumulativa Pfp devido à fadiga do membro.An apparatus for estimating the probability of limb fatigue fracture includes: a processor that performs at least: a first acquisition process to acquire, as first acquisition information, a Weibull coefficient m and a scale parameter au [N / mm2] when a fatigue fracture probability distribution with respect to a stress amplitude of a fatigue test at a given number of times of repeated loading of a fatigue test piece made of a member material is expressed by a distribution Weibull's of two parameters; a second acquisition process to acquire, as a second acquisition information, an aip amplitude [N / mm2] of a maximum principal stress or a corresponding voltage at each limb position and an average aave voltage [N / mm2] being an average of the maximum principal stress or a corresponding stress at each limb position; an effective member volume derivation process of deriving an effective member volume Vep [mm3] from the following Equation (A) and Equation (B); and a limb fracture probability derivation process of deriving a cumulative fracture probability Pfp due to limb fatigue of a following Equation (C); and a reporting unit reporting information related to the likelihood of cumulative Pfp fracture due to limb fatigue.

Aqui, oap é uma é uma resistência à fadiga [N/mm2] do membro quando a resistência à fadiga em cada posição é feita uniforme a um valor constante usando aip+aCOrr como a amplitude da tensão em cada posição do membro, em um diagrama de limite de fadiga que representa uma relação entre a resistência à fadiga do membro e a tensão média no membro, σΓ é uma resistência à fadiga [N/mm2] em uma determinada posição quando a tensão média no membro é a tensão média Oave na posição adquirida no se- gundo processo de aquisição, no diagrama de limite de fadiga, max(x) repre- senta um valor máximo de x, e Jdv representa a integração de volume do membro todo.Here, oap is one is a member fatigue strength [N / mm2] when the fatigue strength at each position is made uniform to a constant value using aip + aCOrr as the amplitude of stress at each member position in a diagram. of fatigue limit representing a relationship between limb fatigue strength and mean limb stress, σΓ is a fatigue strength [N / mm2] at a given position when mean limb stress is Oave mean stress at position acquired in the second acquisition process, in the fatigue limit diagram, max (x) represents a maximum value of x, and Jdv represents the whole member volume integration.

Um método para estimar a probabilidade de fratura por fadiga em membro da presente invenção inclui: uma primeira etapa de aquisição para adquirir, como primeira informação de aquisição, um coeficiente Weibull m e um parâmetro de escala ou [N/mm2] quando uma distribuição de proba- bilidade de fratura cumulativa com relação a uma amplitude de tensão de um teste de fadiga em um determinado número de vezes de carregamento repe- tido de um pedaço de teste de fadiga feito de um material que constitui um membro é expressa por uma distribuição de Weibull de dois parâmetros; uma segunda etapa de aquisição para adquirir, como segunda informação de aquisição, uma amplitude oip [N/mm2] de uma tensão principal máxima ou uma tensão correspondente em cada posição do membro e uma tensão mé- dia Oave [N/mm2] sendo uma média da tensão principal máxima ou uma ten- são correspondente em cada posição do membro; uma etapa de derivação de volume efetivo de membro de derivar um volume efetivo Vep [mm3] do membro das seguintes Equação (A) e Equação (B); e uma etapa de deriva- ção de probabilidade de fratura de membro de derivar uma a probabilidade de fratura cumulativa Pfp devido à fadiga do membro de uma seguinte Equa- ção (C); e uma etapa de relatório relacionada à probabilidade de fratura cu- mulativa Pfp devido à fadiga do membro derivada pela etapa de derivação de probabilidade de fratura de membro.A method for estimating the probability of limb fatigue fracture of the present invention includes: a first acquisition step to acquire as a first acquisition information a Weibull coefficient and a scale parameter or [N / mm2] when a probe distribution Cumulative fracture ability with respect to a stress amplitude of a fatigue test at a given number of times of repeated loading of a fatigue test piece made of a member material is expressed by a Weibull distribution. of two parameters; a second acquisition step to acquire, as a second acquisition information, an oip amplitude [N / mm2] of a maximum main voltage or a corresponding voltage at each limb position and an average Oave voltage [N / mm2] being one. mean maximum head tension or corresponding stress at each limb position; an effective member volume derivation step of deriving an effective member volume Vep [mm3] from the following Equation (A) and Equation (B); and a limb fracture probability derivation step of deriving a cumulative fracture probability Pfp due to limb fatigue of a following Equation (C); and a reporting step related to the probability of cumulative fracture Pfp due to limb fatigue derived by the limb fracture probability derivation step.

Aqui, oap é uma resistência à fadiga [N/mm2] do membro quando a resistência à fadiga em cada posição é feita uniforme a um valor constante usando Ojp+aC0rr como a amplitude da tensão em cada posição do membro, em um diagrama de limite de fadiga que representa uma relação entre a re- sistência à fadiga do membro e a tensão média no membro, σΓ é uma resis- tência à fadiga [N/mm2] em uma determinada posição quando a tensão mé- dia na posição no membro é a tensão média aave adquirido na segunda eta- pa de aquisição, no diagrama de limite de fadiga, max(x) representa um va- lor máximo de x, e Idv representa integração de volume do membro todo.Here, oap is a limb fatigue strength [N / mm2] when the fatigue strength at each position is made uniform to a constant value using Ojp + aC0rr as the stress amplitude at each limb position in a boundary diagram. of fatigue representing a relationship between limb fatigue strength and mean limb stress, σΓ is a fatigue strength [N / mm2] at a given position when the mean tension in the limb position is the mean voltage aave acquired at the second acquisition stage in the fatigue limit diagram, max (x) represents a maximum value of x, and idv represents whole-member volume integration.

Um produto de programa de computador da presente invenção faz com que um computador execute: a primeira etapa de aquisição para adquirir um coeficiente Weibull m e um parâmetro de escala ou [N/mm2] quando uma distribuição de probabilidade de fratura cumulativa com relação a uma amplitude de tensão de um teste de fadiga em um determinado núme- ro de vezes de carregamento repetido de um pedaço de teste de fadiga de material feito de um material que constitui de um membro é expressa por uma distribuição de Weibull de dois parâmetros; uma segunda etapa de a- quisição para adquirir uma amplitude oip [N/mm2] de uma tensão principal máxima ou uma tensão correspondente em cada posição do membro e uma tensão média Oave [N/mm2] sendo um média da tensão principal máxima ou a tensão correspondente em cada posição do membro; uma etapa de deriva- ção de volume efetivo de membro de derivar um volume efetivo Vep [mm3] do membro das seguintes Equação (A) e Equação (B); e uma a etapa de deri- vação de probabilidade de fratura de membro de derivar uma probabilidade de fratura cumulativa Pfp devido à fadiga do membro de uma seguinte Equa- ção (C); e uma etapa de relatório de relatar informação relativa à probabili- dade de fratura cumulativa Pfp devido à fadiga do membro derivada pela eta- pa de derivação de probabilidade de fratura de membro.A computer program product of the present invention causes a computer to perform: the first acquisition step to acquire a Weibull coefficient with a scale parameter or [N / mm2] when a cumulative fracture probability distribution with respect to an amplitude The stress of a fatigue test at a given number of times of repeated loading of a material fatigue test piece made of one-member material is expressed by a two-parameter Weibull distribution; a second acquisition step to acquire an oip amplitude [N / mm2] of a maximum major stress or a corresponding voltage at each limb position and an average Oave voltage [N / mm2] being an average of the maximum principal stress or corresponding tension at each position of the limb; a member effective volume derivation step of deriving an effective member volume Vep [mm3] from the following Equation (A) and Equation (B); and a step of limb fracture probability derivation from deriving a cumulative fracture probability Pfp due to limb fatigue of a following Equation (C); and a reporting step of reporting information regarding the cumulative fracture probability Pfp due to limb fatigue derived by the limb fracture probability derivation step.

Aqui, aap é uma resistência à fadiga [N/mm2] do membro quando a resistência à fadiga em cada posição é feita uniforme a um valor constante usando aip+aCOrr como a amplitude da tensão em cada posição do membro, em um diagrama de limite de fadiga que representa uma relação entre a re- sistência à fadiga do membro e a tensão média no membro, σΓ é uma resis- tência à fadiga [N/mm2] em uma determinada posição quando a tensão mé- dia na posição no membro é a tensão média Oave adquirido na segunda eta- pa de aquisição, no diagrama de limite de fadiga, max(x) representa um va- lor máximo de x, e Jdv representa a integração volume do membro todo. Fórmula 1Here, aap is a limb fatigue strength [N / mm2] when the fatigue strength at each position is made uniform to a constant value using aip + aCOrr as the amplitude of stress at each limb position in a boundary diagram. of fatigue representing a relationship between limb fatigue strength and mean limb stress, σΓ is a fatigue strength [N / mm2] at a given position when the mean tension in the limb position is The mean Oave voltage acquired at the second acquisition stage, in the fatigue limit diagram, max (x) represents a maximum value of x, and Jdv represents the whole member volume integration. Formula 1

Vep = J{(OiP+aCorr)/max(aip+Ocorr)}mdV...(A) ücorr =Oap-Or... (B)Vep = J {(OiP + aCorr) / max (aip + Occ)} mdV ... (A) ücorr = Oap-Or ... (B)

Pfp = 1-exp[-VeP{max(OiP+Ocorr)/ou}m]...(C) BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOSPfp = 1-exp [-VeP {max (OiP + Occ) / or} m] ... (C) BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

A figura 1 é um diagrama que ilustra um exemplo da configura- ção de hardware de um aparelho para estimar a probabilidade de fratura por fadiga em membro;Figure 1 is a diagram illustrating an example of the hardware configuration of an apparatus for estimating the probability of limb fatigue fracture;

a figura 2 é um diagrama que ilustra um exemplo da configura- ção funcional do aparelho para estimar a probabilidade de fratura por fadiga em membro;Figure 2 is a diagram illustrating an example of the functional configuration of the apparatus for estimating the probability of limb fatigue fracture;

a figura 3 é um diagrama que ilustra exemplos da curva P-S-N; a figura 4 é um diagrama que ilustra um exemplo da plotagem de Weibull;Figure 3 is a diagram illustrating examples of the P-S-N curve; Figure 4 is a diagram illustrating an example of Weibull plotting;

a figura 5 é um diagrama que ilustra exemplos das relações en- tre uma posição de um fio de uma mola, e uma resistência à fadiga da mola e uma tensão atuante;Fig. 5 is a diagram illustrating examples of the relationships between a spring wire position and a spring fatigue strength and an acting stress;

a figura 6 é um diagrama que representa um exemplo da relaçãoFigure 6 is a diagram representing an example of the relationship

de Goodman modificada;modified Goodman's;

a figura 7 é um fluxograma que explica um exemplo da operação do aparelho para estimar a probabilidade de fratura por fadiga em membro;Figure 7 is a flow chart explaining an example of the operation of the apparatus for estimating the probability of limb fatigue fracture;

a figura 8 é um diagrama que ilustra a distribuição da tensão re- sidual de uma mola espiral em um primeiro exemplo; eFigure 8 is a diagram illustrating the residual stress distribution of a coil spring in a first example; and

a figura 9 é um diagrama que ilustra a distribuição da tensão re- sidual de um membro de chapa em um segundo exemplo. DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES PREFERENCIAISFigure 9 is a diagram illustrating the residual stress distribution of a plate member in a second example. DETAILED DESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS

Mais adiante no presente documento, uma modalidade da pre- sente invenção será descrita com referência aos desenhos.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

Configuração de hardware de um aparelho para estimar a pro- babilidade de fratura por fadiga (parte da máquina) em um membro.Hardware configuration of an apparatus to estimate the probability of fatigue fracture (part of the machine) in a limb.

A figura 1 é um diagrama que ilustra um exemplo da configura- ção de hardware de um aparelho para estimar a probabilidade de fratura por fadiga em membro 100.Figure 1 is a diagram illustrating an example of the hardware configuration of an apparatus for estimating the probability of limb fatigue fracture 100.

Conforme ilustrado na figura 1, o aparelho para estimar a proba- bilidade de fratura por fadiga em membro 100 tem uma CPU (Unidade de Processo Central) 101, uma ROM (Memória Somente de Leitura) 102, uma RAM (Memória de Acesso Aleatório) 103, um PD (Dispositivo de Indicação) 104, um HD (Disco Rígido) 105, um dispositivo de exibição 106, um alto- falante 107, um l/F de comunicação (Interface) 108, e um barramento de sistema 109.As shown in Figure 1, the apparatus for estimating the probability of limb fatigue fracture 100 has a CPU (Central Process Unit) 101, a ROM (Read Only Memory) 102, a RAM (Random Access Memory). 103, a PD (Indication Device) 104, a HD (Hard Disk) 105, a display device 106, a speaker 107, a communication I / F (Interface) 108, and a system bus 109.

A CPU 101 é um processador que controla coletivamente a ope- ração no aparelho para estimar a probabilidade de fratura por fadiga em membro 100. A CPU 101 controla os componentes (102 a 108) do aparelho para estimar a probabilidade de fratura por fadiga em membro 100 através do barramento de sistema 109. A ROM 102 armazena um BIOS (Sistema de Entrada/Saída Bá- sico) que é um programa de controle da CPU 101, um programa de sistema de operação (OS) e um programa necessário para a CPU 101 para executar o processo de acordo com um fluxograma descrito anteriormente e assim por diante.CPU 101 is a processor that collectively controls operation on the apparatus for estimating the probability of limb fatigue fracture 100. CPU 101 controls the components (102 to 108) of the apparatus for estimating the probability of limb fatigue fracture. 100 through system bus 109. ROM 102 stores a BIOS (Basic Input / Output System) which is a CPU control program 101, an operating system (OS) program, and a required CPU program. 101 to perform the process according to a flow chart described above and so on.

A RAM 103 funciona como uma memória principal, uma área de trabalho e similares da CPU 101. Quando se executa o processo, a CPU 101 carrega programas de computador necessários e similares da ROM 102 e informação necessária e similares do HD 105 dentro da RAM 103. A CPU 101, então, executa os programas de computador e similares e a informação e similares carregados na RAM 103 para através disso implantar várias ope- rações.RAM 103 functions as CPU 101 main memory, workspace, and the like. When the process is executed, CPU 101 loads necessary and similar computer programs from ROM 102 and required and similar information from HD 105 into RAM 103. The CPU 101 then executes the computer programs and the like and the information and the like loaded into RAM 103 to thereby deploy various operations.

O PD 104 é composto de, por exemplo, um mouse, um teclado e similares. O PD 104 constitui uma unidade de entrada de operação para o operador realizar, quando necessário, uma entrada de operação ao aparelho para estimar a probabilidade de fratura por fadiga em membro 100.The PD 104 is composed of, for example, a mouse, a keyboard and the like. PD 104 is an operating input unit for the operator to perform, when necessary, an operating input to the apparatus for estimating the probability of limb fatigue fracture 100.

O HD 105 constitui uma memória que armazena vários tipos de informação, dados e arquivos e similares.HD 105 is a memory that stores various types of information, data and files and the like.

O dispositivo de exibição 106 constitui uma unidade de exibição que mostra vários tipos de informação e imagens baseando-se no controle da CPU 101.Display device 106 is a display unit that shows various types of information and images based on control of CPU 101.

O alto-falante 107 constitui uma unidade de saída de voz que emite voz relacionada a vários tipos de informação baseando-se no controle da CPU 101.Speaker 107 is a voice output unit that outputs voice related to various types of information based on control of CPU 101.

O l/F de comunicação 108 realiza comunicação de vários tipos de informação e similares com um dispositivo externo sobre uma rede de comunicações baseando-se no controle da CPU 101.Communication I / F 108 communicates various types of information and the like with an external device over a communications network based on control of the CPU 101.

O barramento de sistema 109 é um barramento para conectar a CPU 101, a ROM 102, a RAM 103, o PD 104, o HD 105, o dispositivo de exibição 106, o alto-falante 107 e o l/F de comunicação 108 de tal forma que eles possam comunicar-se um com o outro.System bus 109 is a bus for connecting CPU 101, ROM 102, RAM 103, PD 104, HD 105, display device 106, communication speaker 107 eol / F 108 in such a way. that they can communicate with each other.

Aparelho para estimar a probabilidade de fratura por fadiga em membroApparatus for estimating the probability of limb fatigue fracture

A figura 2 é um diagrama que ilustra um exemplo da configura- ção funcional do aparelho para estimar a probabilidade de fratura por fadiga em membro 100.Figure 2 is a diagram illustrating an example of the functional configuration of the apparatus for estimating the probability of limb fatigue fracture 100.

Na figura 2, o aparelho para estimar a probabilidade de fraturaIn Figure 2, the apparatus for estimating the probability of fracture

por fadiga em membro 100 tem uma parte de avaliação de característica de fadiga de material 201, uma parte de análise de tensão de membro 202, uma parte de derivação de volume efetivo de membro 203, uma parte de deriva- ção de probabilidade de fratura cumulativa de membro 204, uma parte de comparação de probabilidade de fratura 205 e uma parte de saída de tensão de estrutura 206.100 has a material fatigue characteristic assessment part 201, a member stress analysis part 202, an effective member volume derivation part 203, a cumulative fracture probability drift part member 204, a fracture probability comparison portion 205 and a frame voltage output portion 206.

A parte de avaliação de característica de fadiga de material 201 tem uma função de avaliar a característica de fadiga de um material (metal (por exemplo, material de aço) ou similares) ou similares que constituem o membro que é o objeto de derivação da probabilidade de fratura cumulativa. Especificamente, a parte de avaliação de característica de fadiga de material 201 em uma parte de criação de curva P-S-N 211, uma parte de derivação de resistência à fadiga e coeficiente Weibull 212, uma parte de análise de tensão de pedaço de teste 213, uma parte de derivação de volume efetivo de pedaço de teste 214, e uma parte de derivação de parâmetro de escala 215.The material fatigue characteristic evaluation part 201 has a function of evaluating the fatigue characteristic of a material (metal (eg steel material) or the like) or the like which constitutes the probability derivation member. of cumulative fracture. Specifically, the material fatigue characteristic evaluation part 201 in a PSN curve making part 211, a fatigue strength shunt part and Weibull coefficient 212, a test piece stress analysis part 213, a part volume derivative part of test piece 214, and a scaling parameter derivation part 215.

A parte de criação de curva P-S-N 211 recebe a entrada do re- sultado de um teste de fadiga uniaxial conduzido em um estado que a ten- são média Oave em cada posição do pedaço de teste de fadiga de material é 0 [N/mm2] (o resultado de uma teste de fadiga uniaxial). Nesta modalidade, o teste de fadiga uniaxial é conduzido em uma pluralidade de pedaços de teste de fadiga de material sob uma tensão de teste ot com uma amplitude de ten- são constante e, então, o teste de fadiga uniaxial é similarmente conduzido na pluralidade de pedaços de teste de fadiga de material com a amplitude de tensão mudada. O teste de fadiga uniaxial aqui representa um teste de car- regar repetidamente a tensão de teste ot (tensão de tensão e compressão) regularmente mudado em uma direção no pedaço de teste de fadiga de ma- terial para investigar o número de vezes de carregar repetidamente a tensão de teste ataté que o pedaço de teste de fadiga de material quebre. A tensão média aave em cada posição do pedaço de teste de fadiga de material é, por exemplo, a média aritmética do valor máximo e o valor mínimo da tensão principal máxima ou a tensão correspondente que é encontrado em cada posição do pedaço de teste de fadiga de material. O pedaço de teste de fa- diga de material é um pedaço de teste do material que constitui o membro. Um pedaço de teste que tem a mesma forma e tamanho como aqueles do pedaço de teste que é geralmente usado no teste de fadiga uniaxial pode ser empregado como o pedaço de teste de fadiga de material.The PSN 211 curve creation portion receives the input of a uniaxial fatigue test result conducted in a state that the average Oave stress at each position of the material fatigue test piece is 0 [N / mm2] (the result of a uniaxial fatigue test). In this embodiment, the uniaxial fatigue test is conducted on a plurality of material fatigue test pieces under a test voltage ot with a constant voltage amplitude and then the uniaxial fatigue test is similarly conducted on the plurality of material fatigue test pieces with voltage range changed. The uniaxial fatigue test here represents a test of repeatedly loading the test voltage ot (tension and compression stress) regularly shifted in one direction on the material fatigue test piece to investigate the number of times to load repeatedly. the test voltage until the material fatigue test piece breaks. The average aave stress at each position of the material fatigue test piece is, for example, the arithmetic mean of the maximum value and the minimum value of the maximum principal stress or the corresponding stress that is found at each position of the fatigue test piece. of material. The test piece of material failure is a test piece of material that constitutes the limb. A test piece that has the same shape and size as those of the test piece that is generally used in the uniaxial fatigue test can be employed as the material fatigue test piece.

Ademais, a parte de criação de curva P-S-N 211 recebe a entra- da do resultado de um teste de fadiga de torção conduzido em um estado que a tensão média Tave em cada posição do pedaço de teste de fadiga de material é 0 [N/mm2]. Nesta modalidade, o teste de fadiga de torção é con- duzido em uma pluralidade de pedaços de teste de fadiga de material sob uma tensão de teste Tt com uma amplitude de tensão constante e, então, o teste de fadiga de torção é similarmente conduzido na pluralidade de peda- ços de teste de fadiga de material com a amplitude de tensão mudada. O teste de fadiga de torção aqui representa um teste de carregar repetidamen- te a tensão de teste Tt (tensão de cisalhamento) mudado regularmente em uma direção de cisalhamento no pedaço de teste de fadiga de material para investigar o número de vezes de carregar repetidamente a tensão de teste Tt até que o pedaço de teste de fadiga de material quebre. A tensão média Tave em cada posição do pedaço de teste de fadiga de material é, por exemplo, a média aritmética do valor máximo e o valor mínimo da tensão principal má- xima ou a tensão correspondente que é encontrada em cada posição do pe- daço de teste de fadiga de material. O pedaço de teste de fadiga de material é um pedaço de teste do material que constitui o membro. Um pedaço de teste que tem o mesmo tamanho e forma como aqueles do pedaço de teste que é geralmente usado no teste de fadiga de torção pode ser empregado como o pedaço de teste de fadiga de material.In addition, the PSN 211 curve-making part receives input from the result of a torsion fatigue test conducted in a state that the mean stress Tave at each position of the material fatigue test piece is 0 [N / mm2 ]. In this embodiment, the torsion fatigue test is conducted on a plurality of material fatigue test pieces under a Tt test voltage with a constant stress amplitude and then the torsion fatigue test is similarly conducted at plurality of material fatigue test pieces with the voltage amplitude changed. The torsion fatigue test here represents a test of repeatedly loading the test stress Tt (shear stress) regularly changed in a shear direction on the material fatigue test piece to investigate the number of times to repeatedly load the test. test voltage Tt until the material fatigue test piece breaks. The average Tave stress at each position of the material fatigue test piece is, for example, the arithmetic mean of the maximum value and the minimum value of the maximum principal stress or the corresponding stress that is found at each position of the part. material fatigue testing. The material fatigue test piece is a test piece of the material that constitutes the member. A test piece that is the same size and shape as those of the test piece that is generally used in the torsion fatigue test can be employed as the material fatigue test piece.

A parte de criação de curva P-S-N 211 pode receber a entrada dos resultados do teste de fadiga uniaxial e do teste de fadiga de torção, por exemplo, da seguinte maneira. A parte de criação de curva P-S-N 211 pode adquirir informação a cerca dos resultados do teste de fadiga uniaxial e do teste de fadiga de torção baseando-se nos conteúdos da operação da inter- face de usuário. A parte de criação de curva P-S-N 211 pode ler a informa- ção a cerca do teste de fadiga uniaxial e do teste de fadiga de torção arma- zenada no disco rígido de um computador pessoal e uma memória transpor- tável. A parte de criação de curva P-S-N 211 pode adquirir a informação a cerca dos resultados do teste de fadiga uniaxial e do teste de fadiga de tor- ção recebidos da parte externa sobre a rede de comunicações. Note que a expressão da unidade relacionada à tensão será omitida conforme necessá- rio na seguinte descrição.The curve making part P-S-N 211 can receive input of uniaxial fatigue test and torsion fatigue test results, for example as follows. The P-S-N 211 curve creation portion can acquire information about the results of the uniaxial fatigue test and the twisting fatigue test based on the contents of the user interface operation. The P-S-N 211 curve creation part can read information about the uniaxial fatigue test and the torsion fatigue test stored on a personal computer's hard disk and a transportable memory. The curve making part P-S-N 211 can acquire information about the results of the uniaxial fatigue test and the torsion fatigue test received from outside on the communication network. Note that the voltage-related unit expression will be omitted as needed in the following description.

Conforme descrito acima, ambos o resultado do teste de fadiga uniaxial e o resultado do teste de fadiga de torção podem ser adquiridos co- mo as características de fadiga do material nesta modalidade. Ademais, o usuário pode selecionar ou usar o resultado do teste de fadiga uniaxial ou o resultado do teste de fadiga de torção como as características de fadiga do material, por exemplo, baseando-se nos conteúdos de operação da interface de usuário.As described above, both the uniaxial fatigue test result and the torsion fatigue test result can be acquired as the material fatigue characteristics in this mode. In addition, the user can select or use the uniaxial fatigue test result or torsion fatigue test result as the material fatigue characteristics, for example based on the user interface operating contents.

A parte de criação de curva P-S-N 211 cria uma curva P-S-N u-The P-S-N 211 curve creation part creates a P-S-N u-

sando o resultado do teste de acordo com o resultado selecionado pelo usu- ário (o resultado do teste de fadiga uniaxial ou do teste de fadiga de torção). A curva P-S-N é uma curva que indica a relação entre o numero de vezes de carregamento repetido no teste e a tensão de teste at (amplitude de tensão da tensão de tensão e de compressão) ou Tt (amplitude de tensão da tensão de cisalhamento) carregado no pedaço de teste de fadiga de material que quebrou no número de vezes de carregamento repetido. A figura 3 é um dia- grama que ilustra exemplos da curva P-S-N. Note que a figura 3 ilustra e- xemplos da curva P-S-N curve quando a tensão de teste (amplitude de ten- são) é a tensão de tensão e de compressão (amplitude de tensão) ot. A cur- va P-S-N, quando a tensão de teste (amplitude de tensão) é a tensão de ci- salhamento (amplitude de tensão) Tt, é diferente somente em forma e valor da curva daquelas ilustradas na figura 3 e, então, a ilustração desta será omitida aqui.using the test result according to the user-selected result (the result of the uniaxial fatigue test or the torsion fatigue test). The PSN curve is a curve that indicates the relationship between the number of times the load repeated in the test and the test stress at (stress and compressive stress amplitude) or Tt (shear stress tension amplitude) loaded. in the material fatigue test piece that broke in the number of times repeated loading. Figure 3 is a diagram illustrating examples of the P-S-N curve. Note that Figure 3 illustrates examples of the P-S-N curve when the test voltage (stress amplitude) is the stress and compression stress (stress amplitude) ot. The PSN curve, when the test voltage (voltage amplitude) is the shear voltage (voltage amplitude) Tt, is different only in the shape and value of the curve from those illustrated in figure 3 and then the illustration. of this will be omitted here.

A parte de derivação de resistência à fadiga e coeficiente Wei- bull 212 encontra uma função de distribuição de resistência à fadiga 310 a parir dos valores das curvas P-S-N 301 a 303 em um número-alvo de vezes de carregamento repetido (o número alvo de vezes de carregamento repeti- do é 108 vezes nesta modalidade). Nesta modalidade, a parte de derivação de resistência à fadiga e coeficiente Weibull 212 encontra a função de distri- buição de resistência à fadiga 310 pelo método de Japan Society of Mecha- nical Engineers Standard JSME S 002 (método de teste de fadiga estatísti- co) cuja função de distribuição usada neste PE substituída pela função de distribuição de Weibull. Especificamente, nesta modalidade, a parte de deri- vação de resistência à fadiga e coeficiente Weibull 212 cria a plotagem de Weibull que indica a relação entre os valores das curvas P-S-N curves 301 a 303 no número alvo de vezes de carregamento repetido (108 vezes) (o valor encontrado tomando-se o Iogaritmo natural da tensão de teste (amplitude de tensão) σ{ ou Tt carregado no pedaço de teste de fadiga de material (= 1 not ou 1ηη)) e o valor encontrado tomando-se duas vezes o Iogaritmo natural de (1/(1-F)) onde a probabilidade de fratura cumulativa do pedaço de teste de fadiga de material é F (= 1n1n(1/(1-F)).The fatigue resistance shunt part and Wei bull 212 find a fatigue strength distribution function 310 from the values of the PSN curves 301 to 303 in a target number of repeated load times (the target number of times repeated charging is 108 times in this mode). In this embodiment, the Weibull 212 fatigue strength and coefficient derivation part finds the function of fatigue resistance distribution 310 by the method of Japan Society of Mechanical Engineers Standard JSME S 002 (Statistical Fatigue Test Method). ) whose distribution function used in this PE is replaced by the Weibull distribution function. Specifically, in this embodiment, the Weibull 212 fatigue strength and coefficient derivation part creates the Weibull plot that indicates the relationship between the values of the PSN curves curves 301 to 303 at the target number of repeated load times (108 times). (the value found by taking the natural Yogarithm of the test voltage (stress amplitude) σ {or Tt loaded on the material fatigue test piece (= 1 not or 1ηη)) and the value found by taking twice the Natural iogarithm of (1 / (1-F)) where the probability of cumulative fracture of the material fatigue test piece is F (= 1n1n (1 / (1-F)).

A figura 4 é um diagrama que ilustra um exemplo da plotagem de Weibull. Note que a figura 4 ilustra o exemplo da plotagem de Weibull quando a tensão de teste (amplitude de tensão) é a tensão de tensão e compressão (amplitude de tensão) σ{. A plotagem de Weibull, quando tensão de teste (amplitude de tensão) é a tensão de cisalhamento (amplitude de tensão) η, é diferente somente em forma e valor da curva daquelas ilustra- das na figura 4, e, então, a ilustração desta será omitida aqui. Conforme descrito acima, supõe-se que a probabilidade de fratura cumulativa F com respeito à amplitude de tensão do teste de fadiga em um determinado núme- ro de vezes de carregamento repetido com a tensão média no pedaço de teste de fadiga de material sendo 0 [N/mm2] é expressa pela distribuição de Weibull de dois parâmetros nesta modalidade. Esta probabilidade de fratura cumulativa (distribuição de Weibull de dois parâmetros) F é expressa pela seguinte Equação (1).Figure 4 is a diagram illustrating an example of Weibull plotting. Note that Figure 4 illustrates the Weibull plot example when the test stress (stress amplitude) is the stress and compression stress (stress amplitude) σ {. Weibull plotting, when test stress (stress amplitude) is the shear stress (stress amplitude) η, is different only in shape and curve value from those illustrated in figure 4, and then the illustration of this will be omitted here. As described above, it is assumed that the probability of cumulative fracture F with respect to the stress amplitude of the fatigue test at a given number of times of repeated loading with the mean stress in the material fatigue test piece being 0 [ N / mm2] is expressed by the Weibull distribution of two parameters in this mode. This probability of cumulative fracture (Weibull distribution of two parameters) F is expressed by the following Equation (1).

Fórmula 2Formula 2

F = 1-exp{-(ai/au)m} = 1-exp{-Ves(max(ai)/au)m}...(1)F = 1-exp {- (ai / au) m} = 1-exp {-Ves (max (ai) / au) m} ... (1)

Na Equação (1), σ, é a tensão principal máxima ou a tensão cor- respondente (amplitude de tensão) [N/mm2] em cada posição do pedaço de teste de fadiga de material. Ademais, συ é o parâmetro de escala [N/mm2] quando a probabilidade de fratura cumulativa com respeito à amplitude de tensão em um determinado número de vezes de carregamento repetido no pressuposto de que o teste de fadiga (por exemplo, o teste de fadiga uniaxial ou o teste de fadiga de torção) pelo carregamento repetido com a tensão média no material sendo O [N/mm2] foi conduzido, o qual é expresso pela distribuição de Weibull de dois parâmetros. Aqui, o determinado número de vezes de carregamento repetido é preferencialmente, mas não necessaria- mente, o número alvo descrito acima de vezes de carregamento repetido. Note que o parâmetro de escala au da resistência à fratura no pressuposto de que o teste de fadiga é conduzido no material no determinado número de vezes de carregamento repetido é referido como um parâmetro de escala au do material ou um parâmetro de escala au conforme necessário na seguinte descrição. Ademais, Ves é o volume efetivo [mm3] do pedaço de teste de fa- diga de material. Aqui, o volume efetivo representa o indicador de tamanho de uma região onde a fratura por fadiga ocorre.In Equation (1), σ is the maximum principal stress or the corresponding stress (stress amplitude) [N / mm2] at each position of the material fatigue test piece. In addition, συ is the scale parameter [N / mm2] when the probability of cumulative fracture with respect to stress amplitude at a given number of times of repeated loading on the assumption that the fatigue test (for example, the fatigue test uniaxial test or torsion fatigue test) by repeated loading with the mean stress in the material being O [N / mm2] was conducted, which is expressed by the Weibull distribution of two parameters. Here, the given number of repeated load times is preferably, but not necessarily, the target number described above repeated load times. Note that the au scale parameter of fracture strength on the assumption that the fatigue test is conducted on the material at the given number of repeated loading times is referred to as a material au scale parameter or an au scale parameter as required in the material. following description. In addition, Ves is the effective volume [mm3] of the material fake test piece. Here, the effective volume represents the size indicator of a region where fatigue fracture occurs.

Ademais, m é o coeficiente Weibull quando a probabilidade de fratura cumulativa com respeito à amplitude de tensão em um determinado número de vezes de carregamento repetido, no pressuposto de que o teste de fadiga (por exemplo, o teste de fadiga uniaxial ou o teste de fadiga de torção) pelo carregamento repetido com a tensão média no pedaço de teste de fadiga de material sendo O [N/mm2] é conduzida, que é expressa pela distribuição de Weibull de dois parâmetros. Aqui, o coeficiente Weibull m representa as variações na resistência à fadiga no determinado número de vezes de carregamento repetido. Ademais, o determinado número de vezes de carregamento repetido pode ser o número alvo descrito acima de vezes de carregamento repetido ou outro número de vezes. Note que apesar do coeficiente Weibull quando probabilidade de fratura cumulativa no estado que a tensão média no pedaço de teste de fadiga de material é 0 [N/mm2] é expressa pela distribuição de Weibull de dois parâmetros ser empregado aqui, a tensão média não é limitado a 0 [N/mm2]. Ademais, a probabilidade de fratura cumulativa com respeito à amplitude de tensão do teste de fadiga no determinado número de vezes de carregamento repetido no pressuposto de que o teste de fadiga pelo carregamento repetido com a tensão média no pedaço de teste de fadiga de material sendo 0 [N/mm2] é referida como um coeficiente Weibull m do pedaço de teste de fadiga de material ou um coefi- ciente Weibull m conforme necessário na seguinte descrição.In addition, m is the Weibull coefficient when the probability of cumulative fracture with respect to stress amplitude at a given number of times of repeated loading, on the assumption that the fatigue test (for example, the uniaxial fatigue test or the torsional fatigue) by repeated loading with the mean stress on the material fatigue test piece being O [N / mm2] is conducted, which is expressed by the Weibull distribution of two parameters. Here, the Weibull coefficient m represents the variations in fatigue strength at the given number of times repeated loading. In addition, the given number of repeated load times may be the target number described above repeated load times or another number of times. Note that despite the Weibull coefficient when cumulative fracture probability in the state that the mean stress in the material fatigue test piece is 0 [N / mm2] is expressed by the Weibull distribution of two parameters being employed here, the mean stress is not. limited to 0 [N / mm2]. In addition, the probability of cumulative fracture with respect to the stress amplitude of the fatigue test at the given number of repeated load times assuming that the repeated load fatigue test with the mean stress in the material fatigue test piece being 0 [N / mm2] is referred to as a Weibull coefficient m of the material fatigue test piece or a Weibull coefficient m as required in the following description.

Ademais, max(x) representa o valor máximo de χ (isto também se aplica a max(x) na seguinte equação). Note que a expressão da unidade relacionada ao volume efetivo será omitida conforme necessário na descri- ção seguinte. Ademais, a tensão principal máxima ou a tensão correspon- dente (amplitude de tensão) σ, em cada posição do pedaço de teste de fadi- ga de material é referido como uma tensão efetivo (amplitude de tensão) o, em cada posição do pedaço de teste de fadiga de material conforme neces- sário.In addition, max (x) represents the maximum value of χ (this also applies to max (x) in the following equation). Note that the unit expression related to the effective volume will be omitted as needed in the following description. In addition, the maximum principal stress or the corresponding stress (stress amplitude) σ at each position of the material fatigue test piece is referred to as an effective stress (stress amplitude) o at each position of the piece. material fatigue testing as required.

A parte de derivação de resistência à fadiga e coeficiente Wei-The fatigue strength shunt part and Wei coefficient

bull 212 deriva as curvas P-S-N 301, 302, 303 indicando a curva S-N a uma certa probabilidade de fratura cumulativa a partir da plotagem do resultado do teste de fadiga. A parte de derivação de resistência à fadiga e coeficiente Weibull 212, então, deriva, como o coeficiente Weibull, a inclinação de um linha reta 401 obtida aplicando-se a característica de distribuição da resis- tência à fadiga no determinado número de vezes de carregamento repetido do resultado para a distribuição Weibull 310.bull 212 derives the P-S-N curves 301, 302, 303 indicating the S-N curve at a certain probability of cumulative fracture from plotting the fatigue test result. The Weibull 212 fatigue strength shunt part then derives, as the Weibull coefficient, the slope of a straight line 401 obtained by applying the fatigue strength distribution characteristic at the given number of loading times. of the result for the Weibull distribution 310.

Quando o uso do resultado do teste de fadiga uniaxial como a característica de fadiga do material é selecionado pelo usuário, a parte de derivação de resistência à fadiga e coeficiente Weibull 212 deriva uma resis- tência à fadiga média oas do pedaço de teste de fadiga de material a partir dos resultados de uma pluralidade de testes de fadiga uniaxiais. A resistên- cia à fadiga média oas do pedaço de teste de fadiga de material é o valor es- perado (valor médio) da resistência à fadiga do pedaço de teste de fadiga de material obtido a partir dos resultados dos testes de fadiga uniaxiais condu- zidos com a tensão média ma pluralidade de pedaços de teste de fadiga de material sendo 0 [N/mm2].When the use of the uniaxial fatigue test result as the material fatigue characteristic is selected by the user, the fatigue strength bypass portion and Weibull 212 coefficient derives a mean fatigue strength from the fatigue test piece. material from the results of a plurality of uniaxial fatigue tests. The mean fatigue strength of the material fatigue test piece is the expected value (average value) of the fatigue resistance of the material fatigue test piece obtained from the results of the uniaxial fatigue tests conducted. with the mean stress at a plurality of material fatigue test pieces being 0 [N / mm2].

Por outro lado, quando o uso do resultado do teste de fadiga de torção como a característica de fadiga do material é selecionado pelo usuá- rio, a parte de derivação de resistência à fadiga e coeficiente Weibull 212 encontra uma tensão de cisalhamento médio (amplitude de tensão) Tas na superfície do pedaço de teste de fadiga de material a partir dos resultados de uma pluralidade de testes de fadiga de torção. Quando a tensão principal stress (amplitude de tensão) é usado como Oj na Equação (1), a parte de derivação de resistência à fadiga e coeficiente Weibull 212 usa a tensão de cisalhamento médio (amplitude de tensão) Tas como a resistência à fadiga média oas do pedaço de teste de fadiga de material. Por outro lado, quando a tensão correspondente (amplitude de tensão) é usado como σ, na Equação (1), a parte de derivação de resistência à fadiga e coeficiente Weibull 212 usa o valor obtido multiplicando-se a tensão de cisalhamento médio (ampli- tude de tensão) Tas por um coeficiente f (1 Dfa V3) como a resistência à fadiga média oas do pedaço de teste de fadiga de material. A resistência à fadiga média oas do pedaço de teste de fadiga de material é o valor espera- do (valor médio) da resistência à fadiga do pedaço de teste de fadiga de ma- terial obtido a partir dos resultados dos testes de fadiga de torção conduzi- dos com a tensão média na pluralidade de pedaços de teste de fadiga de material sendo O [N/mm2]. Aqui, ρ coeficiente f é um coeficiente baseado na diferença entre a tensão de cisalhamento e a força axial e deve ser definido antecipadamente no aparelho para estimar a probabilidade de fratura por fadiga em membro 100 baseando-se na operação da interface de usuário pelo usuário. O usuário pode decidir apropriadamente um valor arbitrário não menos que 1 e não maior que V3 como o coeficiente f de acordo com o re- sultado experimental ou similares. Quando um valor fora dessa faixa é sele- cionado (inserido) como coeficiente f, o aparelho para estimar a probabilida- de de fratura por fadiga em membro 100 não emprega o coeficiente f sele- cionado, mas relata a seleção de um valor dentro desta faixa ao usuário.On the other hand, when the use of the torsion fatigue test result as the material fatigue characteristic is selected by the user, the fatigue strength shunt part and Weibull 212 coefficient find an average shear stress (shear amplitude). tension) Tas on the surface of the material fatigue test piece from the results of a plurality of torsion fatigue tests. When the stress main stress (stress amplitude) is used as Oj in Equation (1), the Weibull 212 fatigue strength and coefficient shunt part uses the average shear stress (stress amplitude) as the mean fatigue strength. of the material fatigue test piece. On the other hand, when the corresponding stress (stress amplitude) is used as σ in Equation (1), the Weibull 212 fatigue strength and coefficient derivation part uses the value obtained by multiplying the mean shear stress (ampli - Tude voltage) Tas by a coefficient f (1 Dfa V3) as the mean fatigue strength oas of the material fatigue test piece. The mean fatigue strength of the material fatigue test piece is the expected value (average value) of the fatigue strength of the material fatigue test piece obtained from the results of the conducted torsion fatigue tests. - with the mean stress on the plurality of material fatigue test pieces being O [N / mm2]. Here, ρ coefficient f is a coefficient based on the difference between shear stress and axial force and must be defined in advance in the apparatus to estimate the probability of limb fatigue fracture 100 based on user interface operation. The user may appropriately decide an arbitrary value no less than 1 and no greater than V3 as the coefficient f according to the experimental result or the like. When a value outside this range is selected (entered) as the coefficient f, the apparatus for estimating the probability of limb fatigue fracture 100 does not employ the selected coefficient f but reports the selection of a value within this range. track to the user.

A parte de análise de tensão de pedaço de teste 213 recebe a entrada de informação a cerca do pedaço de teste de fadiga de material tal como a forma do pedaço de teste de fadiga de material, as condições da carga aplicada no pedaço de teste de fadiga de material, e a resistência do material (por exemplo, resistência à tração, a tensão de rendimento, e a ca- racterística de endurecimento por trabalho). A parte de análise de tensão de pedaço de teste 213 pode receber a entrada da informação a cerca do pe- daço de teste de fadiga de material conforme segue, por exemplo. A parte de análise de tensão de pedaço de teste 213 pode adquirir a informação a cerca do pedaço de teste de fadiga de material baseando-se nos conteúdos de operação da interface de usuário. A parte de análise de tensão de pedaço de teste 213 pode ler a informação a cerca do pedaço de teste de fadiga de material armazenada no disco rígido de um computador pessoal e uma me- mória transportável. A parte de análise de tensão de pedaço de teste 213 pode adquirir a informação a cerca do pedaço de teste de fadiga de material recebida da parte externa sobre a rede de comunicações.Stress analysis part 213 receives information input about the material fatigue test piece such as the shape of the material fatigue test piece, the load conditions applied to the fatigue test piece. material strength and material strength (eg tensile strength, yield stress, and work hardening characteristic). Stress analysis portion of test piece 213 may receive information input about the material fatigue test piece as follows, for example. The stress analysis part of test piece 213 can get the information about the material fatigue test piece based on the operating contents of the user interface. The stress analysis part of test piece 213 can read information about the material fatigue test piece stored on a personal computer's hard disk and a transportable memory. The stress analysis portion of test piece 213 may acquire information about the material fatigue test piece received from the outside on the communications network.

A parte de análise de tensão de pedaço de teste 213, então, de- riva a tensão efetivo (amplitude de tensão) Oi em cada posição do pedaço de teste de fadiga de material usando a informação inserida a cerca do pedaço de teste de fadiga de material. A tensão efetiva (amplitude de tensão) o, em cada posição do pedaço de teste de fadiga de material pode se derivado realizando-se análise usando o FEM (Método de Elemento Finito) ou BEM (método de elemento limite) ou realizando-se o calculo usando o método pela resistência dos materiais. A derivação da tensão efetiva (amplitude de tensão) σ, em cada posição do pedaço de teste de fadiga de material pode ser implantada por um método conhecido publicamente e, então, a descrição detalhada deste será omitida aqui. A parte de derivação de volume efetivo de pedaço de teste 214Stress analysis portion of test piece 213 then derives the effective stress (strain amplitude) Hi at each position of the material fatigue test piece using the information entered about the material fatigue test piece. material. The effective stress (strain amplitude) at each position of the material fatigue test piece can be derived by performing analysis using the FEM (Finite Element Method) or BEM (Limit Element Method) or by performing the I calculate using the method for the strength of the materials. The derivation of the effective stress (stress amplitude) σ at each position of the material fatigue test piece can be implemented by a publicly known method and then the detailed description thereof will be omitted here. The effective volume derivation part of test piece 214

deriva o volume efetivo Ves do pedaço de teste de fadiga de material a partir da seguinte Equação (2) usando "o coeficiente Weibull m do pedaço de teste de fadiga de material" derivado pela parte de derivação de resistência à fa- diga e coeficiente Weibull 212 e "a tensão efetiva (amplitude de tensão) σ, em cada posição do pedaço de teste de fadiga de material" derivado pela parte de análise de tensão de pedaço de teste 213. Note que J na Equação (2) representa a integração de volume do pedaço de teste de fadiga de ma- terial inteiro.derives the effective volume Ves of the material fatigue test piece from the following Equation (2) using "the Weibull coefficient m of the material fatigue test piece" derived by the shunt resistance part and the Weibull coefficient 212 and "the effective stress (stress amplitude) σ at each position of the material fatigue test piece" derived by the stress analysis part of test piece 213. Note that J in Equation (2) represents the integration of whole material fatigue test piece volume.

Fórmula 3Formula 3

Ves = í{Oi/max(Oi)}mdv...(2)Ves = í {Hi / max (Hi)} mdv ... (2)

A parte de derivação de parâmetro de escala 215 deriva o parâ- metro de escala ou do material a partir da seguinte Equação (3) usando "o coeficiente Weibull m do pedaço de teste de fadiga de material e a resistên- cia à fadiga média oas do pedaço de teste de fadiga de material" derivado pela parte de derivação de resistência à fadiga e coeficiente Weibull 212 e "o volume efetivo Ves do pedaço de teste de fadiga de material" derivado pela parte de derivação de volume efetivo de pedaço de teste 214. Nota-se que Γ() na Equação (3) representa a função gama (isto também se aplica à ex- pressão nas seguintes equações).Scale Parameter Derivation Part 215 derives the scale or material parameter from the following Equation (3) using "the Weibull coefficient m of the material fatigue test piece and the mean fatigue strength oas of material fatigue test piece "derived by fatigue strength derivation part and Weibull coefficient 212 and" effective volume Ves of material fatigue test piece "derived by effective volume derivation part of test piece 214 Note that Γ () in Equation (3) represents the gamma function (this also applies to the expression in the following equations).

Fórmula 4Formula 4

au = OasVes1/m/r(1+1/m)...(3) A parte de análise de tensão de membro 202 recebe a entradaau = OasVes1 / m / r (1 + 1 / m) ... (3) The member stress analysis part 202 receives the input

de informação a cerca do membro e da força externa tal como a forma de um membro, a força externa atuante que age membro (a carga aplicada no membro), a tensão residual do membro, a resistência ao material do membro (por exemplo, a resistência à tração, a tensão de rendimento e a caracterís- tica de endurecimento por trabalho), e a resistência à tração ob do material. A parte de análise de tensão de membro 202 pode receber a entrada da in- formação a cerca do membro e da força externa conforme segue por exem- plo. A parte de análise de tensão de membro 202 pode adquirir a informação a cerca do membro e da força externa baseando-se nos conteúdos da ope- ração da interface de usuário. A parte de análise de tensão de membro 202 pode ler a informação a cerca do membro e da força externa armazenada no disco rígido de um computador pessoal e uma memória transportável. A par- te de análise de tensão de membro 202 pode adquirir a informação a cerca do membro e da força externa recebida a partir da parte externa sobre a re- de de comunicações,information about the limb and external force such as the shape of a limb, the acting external force acting on the limb (the load applied on the limb), the residual tension of the limb, the resistance to material of the limb (for example, the tensile strength, yield stress and work hardening characteristic), and the tensile strength ob of the material. The member stress analysis part 202 may receive input of the information about the member and external force as follows for example. The member stress analysis part 202 may acquire information about the member and external force based on the contents of the user interface operation. The member stress analysis part 202 can read information about the member and external force stored on the hard disk of a personal computer and a transportable memory. The member stress analysis part 202 may acquire the information about the member and the external force received from the outside about the communications network,

A parte de análise de tensão de membro 202, então, deriva a tensão máxima ou tensão correspondente (amplitude de tensão) ajp em cada posição do membro e a tensão média Oave em cada posição do membro (por exemplo, a média aritmética do valor máximo e o valor mínimo da tensão principal máxima ou a tensão correspondente) usando a informação inserida a cerca do membro e da força externa. Eles podem ser derivados conforme segue como um exemplo. A parte de análise de tensão de membro 202 pri- meiro estima a tensão residual do membro baseando-se na análise de ten- são térmica e o resultado de medição da tensão residual. A parte de análise de tensão de membro 202 estima adicionalmente a tensão que ocorre dentro do membro com respeito à força externa atuante realizando-se análise u- sando FEM ou BEM ou realizando-se o calculo usando o método pela resis- tência dos materiais. A parte de análise de tensão de membro 202, então, sobrepõe a tensão residual do membro na tensão que ocorre dentro do membro para estimar o estado de tensão dentro do membro. A partir do es- tado de tensão dentro do membro, a tensão máxima ou tensão correspon- dente (amplitude de tensão) oip em cada posição do membro e a tensão mé- dia Oave em cada posição do membro são derivados. A sua derivação pode ser implantada por um método conhecido publicamente e, então, a descrição detalhada deste será omitida aqui. Note que a tensão máxima ou tensão cor- respondente (amplitude de tensão) σ,ρ em cada posição do membro é referi- do como uma tensão efetiva (amplitude de tensão) σ|ρ em cada posição do membro conforme necessário na descrição seguinte.The member stress analysis part 202 then derives the maximum stress or corresponding stress (stress amplitude) ajp at each member position and the mean Oave stress at each member position (for example, the arithmetic mean of the maximum value and the minimum value of the maximum main voltage or the corresponding voltage) using information entered about the limb and external force. They may be derived as follows as an example. The limb stress analysis part 202 first estimates the residual limb stress based on the thermal stress analysis and the residual stress measurement result. The member stress analysis part 202 additionally estimates the stress that occurs within the member with respect to the acting external force by performing analysis using FEM or BEM or calculating using the materials resistance method. The member stress analysis part 202 then superimposes the residual member stress on the stress occurring within the member to estimate the stress state within the member. From the stress state within the limb, the corresponding maximum stress or strain (strain amplitude) oip at each limb position and the average Oave stress at each limb position are derived. Its derivation may be implemented by a publicly known method and then the detailed description thereof will be omitted here. Note that the maximum stress or corresponding stress (stress amplitude) σ, ρ at each limb position is referred to as an effective stress (stress amplitude) σ | ρ at each limb position as required in the following description.

A parte de derivação de volume efetivo de membro 203 deriva o volume efetivo Vep do membro baseando-se na seguinte Equação (4). Note que í na Equação (4) representa a integração de volume do membro inteiro. Conforme descrito acima, σ,ρ é a tensão efetivo (amplitude de tensão) em cada posição do membro. Ademais, Ocorr é uma quantidade de correção de tensão para corrigir o efeito da tensão média aave em cada posição do mem- bro na resistência à fadiga do membro e é expressa pela seguinte Equação (5). Na Equação (5), Gap representa uma resistência à fadiga do membro quando a tensão média no membro é 0 (zero), em um diagrama de limite de fadiga que representa a relação entre a resistência à fadiga do membro e a tensão média no membro. Ademais, σΓ representa uma resistência à fadiga em uma determinada posição quando a tensão média no membro é "a ten- são média Oave" na posição derivado pela parte de análise de tensão de membro 202, no diagrama de limite de fadiga. Note que a resistência à fadi- ga Qap do membro quando a tensão média no membro é O (zero) no diagra- ma de limite de fadiga é referida como uma resistência à fadiga aap do mem- bro em uma posição como a tensão média de 0 conforme necessário na se- guinte descrição. Ademais, a resistência à fadiga σΓ em uma determinada posição quando a tensão média no membro é "a tensão média Qave" na posi- ção derivado pela parte de análise de tensão de membro 202 no diagrama de limite de fadiga é referida como uma resistência à fadiga or do membro em cada posição conforme necessário.The effective member volume derivation portion 203 derives the effective member volume Vep based on the following Equation (4). Note that í in Equation (4) represents the integer member volume integration. As described above, σ, ρ is the effective stress (strain amplitude) at each limb position. In addition, Ocorr is an amount of stress correction to correct the effect of mean aave stress at each limb position on limb fatigue strength and is expressed by the following Equation (5). In Equation (5), Gap represents a limb fatigue strength when the mean limb stress is 0 (zero), in a fatigue limit diagram representing the relationship between limb fatigue strength and mean limb tension. . In addition, σΓ represents a fatigue strength at a given position when the mean limb stress is "Oave mean stress" at the position derived by the member stress analysis part 202 in the fatigue limit diagram. Note that limb fatigue strength Qap when mean limb stress is O (zero) in the fatigue limit diagram is referred to as a member fatigue strength at a position such as mean stress. 0 as required in the following description. In addition, the fatigue strength σΓ at a given position when the mean stress on the limb is "the mean stress Qave" at the position derived by the member stress analysis part 202 in the fatigue limit diagram is referred to as a stress resistance. limb fatigue in each position as needed.

Fórmula 5Formula 5

Vep = J{(oip+acorr)/max(aip+ac0rr)}mdv...(4)Vep = J {(oip + acorr) / max (aip + ac0rr)} mdv ... (4)

Ocorr = CTap-Or...(5)Occurs = CTap-Or ... (5)

A figura 5 é um diagrama que ilustra exemplos das relações en-Figure 5 is a diagram illustrating examples of relationships between

tre a posição de um fio de uma mola e a resistência à fadiga local 501 e a tensão atuante 502 na posição. A resistência à fadiga 501 da mola e a ten- são atuante 502 não são constantes nas posições no corte transversal do fio conforme ilustrado na figura 5 por causa da deformação causada principal- mente pelo torcimento que ocorre na mola e a tensão residual compressivo causado por trabalho ou rebitagem ou similares da mola existente na super- fície da mola. Geralmente, a resistência à fadiga do membro difere em valor dependendo da posição dentro do membro por causa do efeito da tensão média aave em cada posição do membro. Portanto, a quantidade de correção de tensão acorr é adicionada à tensão efetivo (amplitude de tensão) aip em cada posição do membro de modo que a resistência à fadiga do membro é aparentemente constante no valor quando a tensão média no membro é 0 (zero) independente da posição do membro conforme expressado na Equa- ção (4) nesta modalidade. Isto torna possível avaliar apropriadamente o vo- lume efetivo Vep do membro mesmo usando o resultado do teste de fadiga uniaxial no mesma tensão média (aqui, a tensão média 0) (o coeficiente Weibull m do pedaço de teste de fadiga de material, a distribuição de escala au do material).between the position of a spring wire and the local fatigue strength 501 and the acting voltage 502 in position. The spring fatigue strength 501 and the acting stress 502 are not constant at the cross-sectional positions of the wire as shown in Figure 5 because of the deformation caused mainly by spring twisting and the compressive residual stress caused by working or riveting or similar spring on the surface of the spring. Generally, the fatigue strength of the limb differs in value depending on the position within the limb because of the effect of mean aave stress on each limb position. Therefore, the amount of current stress correction is added to the effective stress (stress amplitude) aip at each member position so that the member fatigue strength is apparently constant in value when the mean member stress is 0 (zero). regardless of limb position as expressed in Equation (4) in this modality. This makes it possible to properly assess the effective limb Vep volume even using the uniaxial fatigue test result at the same mean stress (here the mean stress 0) (the Weibull coefficient m of the material fatigue test piece, the distribution au scale of the material).

Ademais, nesta modalidade, o volume efetivo Vep do membro é derivado usando uma relação Goodman modificada como o diagrama de limite de fadiga. A figura 6 é um diagrama que representa um exemplo da relação Goodman modificada. Conforme ilustrado na figura 6, uma relação Goodman modificada 601 é expressa por uma linha reta que liga "a resistên- cia à tração ab do material" inserida pela parte de análise de tensão de membro 202 e "a resistência à fadiga aap do membro na posição com a ten- são média de 0" descritas acima. Quando a relação Goodman modificada é usada como o diagrama de limite de fadiga, a resistência à fadiga oap do membro na posição com a tensão média de 0 e a quantidade de correção de tensão oCOrr são expressos pelas seguintes Equação (6) e Equação (7) res- pectivamente. Dessa forma, quando o volume efetivo Vep do membro é deri- vado usando a relação Goodman modificada como o diagrama de limite de fadiga, a Equação (4) descrita acima pode ser reescrita como a seguinte E- quação (8).In addition, in this embodiment, the effective limb volume Vep is derived using a modified Goodman ratio as the fatigue limit diagram. Figure 6 is a diagram representing an example of the modified Goodman relationship. As illustrated in Figure 6, a modified Goodman ratio 601 is expressed by a straight line connecting "the tensile strength ab of the material" inserted by the member stress analysis part 202 and "the member aap fatigue strength in the position with the average voltage of 0 "described above. When the modified Goodman ratio is used as the fatigue limit diagram, the limb oap fatigue strength in position with the mean stress 0 and the amount of oCOrr stress correction are expressed by the following Equation (6) and Equation (7 ) respectively. Thus, when the effective volume Vep of the limb is derived using the modified Goodman ratio as the fatigue limit diagram, Equation (4) described above can be rewritten as the following Equation (8).

Nota-se que a descrição nesta modalidade é feita com base no caso em que a tensão média no teste de fadiga é 0. Isto é porque o método de teste de fadiga com a tensão média de 0 tal como um teste de fadiga ul- trassônico é considerado como sendo um método geral na coleção de dados de muitas regiões com vida útil longa. Entretanto, o uso da relação Goodman modificada torna possível realizar a estimação de probabilidade de fratura por fadiga similar mesmo com base em outra tensão média. Então, neste método, a avaliação como no caso em que a tensão média é 0 é possível mesmo se a tensão média no pedaço de teste de fadiga de material ou o membro a qual a resistência à fadiga usada como a base para a avaliação é transmitida for mudado para outro valor. Em outras palavras, a figura 6 ilus- tra o caso em que a tensão média no membro que é a base para a avaliação é 0 com um exemplo. Entretanto, por exemplo, oap pode ser a resistência à fadiga do membro quando a resistência à fadiga em cada posição é feita uniforme a um valor constante usando ajP+acorr como a tensão em cada po- sição do membro no diagrama de limite de fadiga.It is noted that the description in this embodiment is based on the case where the mean stress test strain is 0. This is because the mean stress test method of 0 such as an ultrasonic fatigue test It is considered to be a general method for collecting data from many regions with long lifetimes. However, the use of the modified Goodman ratio makes it possible to estimate similar fatigue fracture probability even based on other mean stresses. Then, in this method, the evaluation as in the case where the mean stress is 0 is possible even if the mean stress in the material fatigue test piece or the member to which the fatigue strength used as the basis for the evaluation is transmitted. is changed to another value. In other words, Figure 6 illustrates the case where the mean stress on the limb that is the basis for the evaluation is 0 with an example. However, for example, the ap may be limb fatigue strength when the fatigue strength at each position is made uniform to a constant value using ajP + acorr as the stress in each limb position in the fatigue limit diagram.

Fórmula 6Formula 6

Cfap = auVep"1/rT(1+1/m)...(6)Cfap = auVep "1 / rT (1 + 1 / m) ... (6)

Ocorr = OapOaVe/Ob...(7)Occur = OapOaVe / Ob ... (7)

Vep = í{(ap+Vep1/niaur(1 +1/m)aave/ab)/max(ap+Vep"1"Tlaur(1 +1/m)oave/ab)}m dV...(8)Vep = í {(ap + Vep1 / niaur (1 + 1 / m) aave / ab) / max (ap + Vep "1" Tlaur (1 + 1 / m) oave / ab)} m dV ... (8 )

Consequentemente, a parte de derivação de volume efetivo de membro 203 deriva o volume efetivo Vep do membro da Equação (8) usando "a tensão efetivo (amplitude de tensão) σ,ρ em cada posição do membro, a tensão média Qave em cada posição do membro e a resistência à tração ob do material" derivados pela parte de análise de tensão de membro 202, "o Coeficiente Weibull m do pedaço de teste de fadiga de material" derivado pela parte de derivação de resistência à fadiga e coeficiente Weibull 212, e "o parâmetro de escala ou do material" derivado pela parte de derivação de parâmetro de escala 215 nesta modalidade. Note que como o volume efetivo Vep do material é descrito em ambos os lados direito e esquerdo na Equação (8), a parte de derivação de volume efetivo de membro 203 realiza o cálculo de convergência para derivar o volume efetivo Vep do membro. Note que o cálculo de convergência pode ser implantado por um método conhecido pu- blicamente e, então, a descrição detalhada deste será omitida aqui. A parte de derivação de volume efetivo de membro 203 deriva adicionalmente a quantidade de correção de tensão Ocorr da Equação (6) e da Equação (7) descritas acima.Consequently, the effective member volume derivation portion 203 derives the effective member volume Vep of Equation (8) using "the effective stress (stress amplitude) σ, ρ at each member position, the mean voltage Qave at each position. of the limb and the tensile strength ob of the material "derived by the member stress analysis part 202," the Weibull coefficient m of the material fatigue test piece "derived by the fatigue strength derivation part and the Weibull coefficient 212, and "the scale or material parameter" derived by the scale parameter bypass portion 215 in this embodiment. Note that since the effective volume Vep of the material is described on both right and left sides in Equation (8), the effective member volume derivation part 203 performs the convergence calculation to derive the effective member volume Vep. Note that the convergence calculation can be implemented by a publicly known method and then its detailed description will be omitted here. The effective member volume derivation portion 203 additionally derives the amount of Ocorr stress correction from Equation (6) and Equation (7) described above.

A parte de derivação de probabilidade de fratura cumulativa de membro 204 deriva uma probabilidade de fratura Pfp devido à fadiga do membro a partir da Equação (9) usando "a tensão efetivo (amplitude de ten- são) Oip em cada posição do membro" derivado pela parte de análise de ten- são de membro 202, "o volume efetivo Vep do membro, a quantidade de cor- reção de tensão aCOrr" derivados pela parte de derivação de volume efetivo de membro 203 e "o coeficiente Weibull m do pedaço de teste de fadiga de material" derivado pela parte de derivação de resistência à fadiga e coefici- ente Weibull 212 e "o parâmetro de escala ou do material" derivado pela par- te de derivação de parâmetro de escala 215.The cumulative limb fracture probability derivation part 204 derives a probability of Pfp fracture due to limb fatigue from Equation (9) using "the effective stress (voltage amplitude) Oip at each limb position" derived by limb stress analysis part 202, "the effective limb volume Vep, the amount of stress correction aCOrr" derived by the effective limb volume derivation part 203 and "the Weibull coefficient m of the material fatigue test "derived by the fatigue strength derivation part and Weibull coefficient 212 and" the scale or material parameter "derived by the scale parameter derivation part 215.

Formula 7Formula 7

Pfp = 1 -exp[-Vep{max(ajp+oCorr)/ σ u}m]... (9)Pfp = 1 -exp [-Vep {max (ajp + oCorr) / σ u} m] ... (9)

A parte de comparação de probabilidade de fratura 205 determi- na se ou não a probabilidade de fratura cumulativa Pfp devido à fadiga do membro derivada pela parte de derivação de probabilidade de fratura cumu- lativa de membro 204 é igual a ou menos que a probabilidade de fratura cu- mulativa alvo definida com antecedência pelo usuário. Quando a probabili- dade de fratura cumulativa Pfp devido à fadiga do membro não é igual ou menos que a probabilidade de fratura cumulativa alvo como um resultado da determinação, a parte de análise de tensão de membro 202 exige que o u- suário mude a informação a cerca do membro mostrando-se uma tela (GUI) que exige a mudança da informação a cerca do membro. A parte de análise de tensão de membro 202 deriva novamente a tensão efetivo (amplitude de tensão) Oip em cada posição do membro e a tensão média aave em cada po- sição do membro usando a informação a cerca do membro inserida em res- posta a esta exigência. Com a mudança da informação, a parte de derivação de volume efetivo de membro 203 deriva novamente o volume efetivo Vep do membro e a parte de derivação de probabilidade de fratura cumulativa de membro 204 deriva novamente a probabilidade de fratura cumulativa Pfp de- vido à fadiga do membro. Tal processo é realizado repetidamente até que a probabilidade de fratura cumulativa Pfp devido à fadiga do membro alcance a probabilidade de fratura cumulativa alvo ou menos.The fracture probability comparison part 205 determines whether or not the probability of cumulative fracture Pfp due to limb fatigue derived by the cumulative fracture probability derivation part 204 is equal to or less than the probability of target cumulative fracture defined in advance by the user. When the probability of cumulative fracture Pfp due to limb fatigue is not equal to or less than the probability of target cumulative fracture as a result of the determination, limb stress analysis part 202 requires the user to change the information. the member fence showing a screen (GUI) that requires changing the information about the member fence. The member stress analysis part 202 again derives the effective stress (stress amplitude) Oip at each member position and the mean stress aave at each member position using the information about the member inserted in response to. this requirement. As the information changes, the effective limb shunt part 203 again derives the effective volume Vep of the limb and the cumulative limb probability fracture part 204 again derives the probability of cumulative fracture Pfp due to fatigue. from member. Such a process is performed repeatedly until the probability of cumulative Pfp fracture due to limb fatigue reaches the target cumulative fracture probability or less.

Quando probabilidade de fratura cumulativa Pfp alcança a proba- bilidade de fratura cumulativa alvo ou menos desta maneira, a parte de saída de tensão de estrutura 206 deriva uma tensão de estrutura no membro ba- seando-se na informação derivada pela parte de análise de tensão de mem- bro 202 no momento em que a probabilidade de fratura cumulativa Pfp alcan- ça a probabilidade de fratura cumulativa alvo ou menos. A parte de saída de tensão de estrutura 206, então, mostra a tela (GUI) que indica a tensão de estrutura no membro para relatar a tensão de estrutura no membro para o usuário.When probability of cumulative fracture Pfp achieves the probability of target cumulative fracture or less in this way, the structure stress output part 206 derives a structure stress in the limb based on information derived from the stress analysis part. 202 at the time when the probability of cumulative fracture Pfp reaches the probability of target cumulative fracture or less. The frame tension output portion 206 then shows the screen (GUI) indicating the frame tension on the member to report the frame tension on the member to the user.

Um exemplo da operação do aparelho para estimar a probabili-An example of the operation of the device to estimate the probability

dade de fratura por fadiga em membro 100 será descrita com referência ao fluxograma na figura 7.The rate of limb fatigue fracture 100 will be described with reference to the flow chart in Figure 7.

Primeiro, na etapa S1, a parte de criação de curva P-S-N 211 recebe a entrada do resultado do teste de fadiga uniaxial e do resultado do teste de fadiga de torção a cerca do pedaço de teste de fadiga de material.First, in step S1, the P-S-N 211 curve creation portion receives input from the uniaxial fatigue test result and the torsion fatigue test result about the material fatigue test piece.

Então, na etapa S2, a parte de criação de curva P-S-N 211 cria as curvas P-S-N (vide as curvas P-S-N 301 a 303 na figura 3) usando o re- sultado do teste selecionado pelo usuário dentre o resultado do teste de fa- diga uniaxial e o resultado do teste de fadiga de torção inserido na etapa S1. Subseqüentemente, na etapa S3, a parte de derivação de resis-Then, in step S2, the PSN 211 curve creation part creates the PSN curves (see PSN curves 301 to 303 in Figure 3) using the user-selected test result from the uniaxial fake test result. and the result of the torsion fatigue test entered in step S1. Subsequently, in step S3, the resistance derivation part

tência à fadiga e coeficiente Weibull 212 cria a plotagem de Weibull (vide cada plotagem (o) ilustrada na figura 4) usando as curvas P-S-N curves cri- adas na etapa S2 e deriva o coeficiente Weibull m do pedaço de teste de fadiga de material da plotagem de Weibull criada. A parte de derivação de resistência à fadiga e coeficiente Weibull 212 deriva adicionalmente a resis- tência à fadiga média aas do pedaço de teste de fadiga de material a partir do resultado do teste de fadiga uniaxial.Fatigue Strength and Weibull 212 creates the Weibull plot (see each plot (o) shown in Figure 4) using the PSN curves curves created in step S2 and derives the Weibull coefficient m from the material fatigue test piece. Weibull plot created. The Weibull 212 fatigue strength and coefficient shunt portion further derives the mean fatigue strength aas from the material fatigue test piece from the uniaxial fatigue test result.

Então, na etapa S4, a parte de análise de tensão de pedaço de teste 213 recebe a entrada da informação a cerca do pedaço de teste de fadiga de material.Then, in step S4, the stress analysis portion of test piece 213 receives information input about the material fatigue test piece.

Então, na etapa S5, s parte de análise de tensão de pedaço de teste 213 deriva a tensão efetivo (amplitude de tensão) σ, em cada posição do pedaço de teste de fadiga de material usando a informação inserida a cerca do pedaço de teste de fadiga de material. Nota-se que o processo nas etapas S4 e S5 pode ser realizadoThen, in step S5, s test piece stress analysis part 213 derives the effective stress (stress amplitude) σ at each position of the material fatigue test piece using the information entered about the test fatigue test piece. material fatigue. Note that the process in steps S4 and S5 can be performed

antes da etapa S1.before step S1.

Então, na etapa S6, a parte de derivação de volume efetivo de pedaço de teste 214 deriva o volume efetivo Ves do pedaço de teste de fadi- ga de material da Equação (2) usando "o Coeficiente Weibull m do pedaço de teste de fadiga de material" derivado na etapa S3 e "a tensão efetivo (amplitude de tensão) Oj em cada posição do pedaço de teste de fadiga de material" derivado na etapa S5.Then, in step S6, the effective volume derivation part of test piece 214 derives the effective volume Vs from the material fatigue test piece of Equation (2) using "the Weibull Coefficient m of the fatigue test piece. of material "derived in step S3 and" the effective stress (voltage amplitude) Oj at each position of the material fatigue test piece "derived in step S5.

Então, na etapa S7, a parte de derivação de parâmetro de esca- la 215 deriva o parâmetro de escala au do material da Equação (3) usando "o coeficiente Weibull m do pedaço de teste de fadiga de material, a resis- tência à fadiga média oas do pedaço de teste de fadiga de material" deriva- dos na etapa S3 e "o volume efetivo Ves do pedaço de teste de fadiga de material" derivado na etapa S6.Then, in step S7, the scale parameter derivation portion 215 derives the material scale parameter au from Equation (3) using "the Weibull coefficient m of the material fatigue test piece, the resistance to The mean fatigue weight of the material fatigue test piece "derived in step S3 and" the effective volume Ves of the material fatigue test piece "derived in step S6.

Então, na etapa S8, a parte de análise de tensão de membro 202 recebe a entrada da informação a cerca do membro e da força externa.Then, in step S8, member stress analysis part 202 receives input of information about member and external force.

Então, na etapa S9, a parte de análise de tensão de membro 202 deriva a tensão efetivo (amplitude de tensão) Ojp em cada posição do membro e a tensão média Oave em cada posição do membro usando a infor- mação inserida a cerca do membro e da força externa.Then, in step S9, the member stress analysis part 202 derives the effective stress (stress amplitude) Ojp at each member position and the mean stress Oave at each member position using the information inserted about the member. and external force.

Nota-se que as etapas S8 e S9 podem ser realizadas antes daNote that steps S8 and S9 can be performed before

etapa S7.step S7.

Então, na etapa S10, a parte de derivação de volume efetivo deThen, in step S10, the effective volume derivation part of

membro 203 deriva o volume efetivo Vep do membro da Equação (8) usando "a resistência à tração ob do material" inserida na etapa S8, "a tensão efetiva (amplitude de tensão) o,p em cada posição do membro e a tensão média Oave em cada posição do membro" derivados na etapa S9, "o coeficiente Weibull m do pedaço de teste de fadiga de material" derivado na etapa S3, e "o pa- râmetro de escala ou do material" derivado na etapa S7. A parte de deriva- ção de volume efetivo de membro 203 deriva adicionalmente a quantidade de correção de tensão Ocorr da Equação (6) e da Equação (7) usando "a re- sistência à tração ob do material" inserida na etapa S8, "a tensão média Oave em cada posição do membro" derivado na etapa S9, "o coeficiente Weibull m do pedaço de teste de fadiga de material" derivado na etapa S3, "o parâme- tro de escala ou do material" derivado na etapa S7, e "o volume efetivo Vep do membro" derivado na etapa S10.member 203 derives the effective volume Vep from the member of Equation (8) using "the tensile strength ob of the material" entered in step S8, "the effective stress (stress amplitude) o, p at each member position and the mean stress Oave at each member position "derived in step S9," the Weibull coefficient m of the material fatigue test piece "derived in step S3, and" the scale or material parameter "derived in step S7. Effective limb volume derivation portion 203 additionally derives the amount of Ocorr (O) and Equation (7) stress correction correction using "the tensile strength of the material" entered in step S8, " the mean stress Oave at each position of the member "derived in step S9," the Weibull coefficient m of the material fatigue test piece "derived in step S3," the scale or material parameter "derived in step S7, and "the effective volume Vep of the limb" derived in step S10.

Então, na etapa S11, a parte de derivação de probabilidade de fratura cumulativa de membro 204 deriva a probabilidade de fratura cumula- tiva Pfp devido à fadiga do membro da Equação (9) usando "o parâmetro de escala ou do material" derivado na etapa S7, "a tensão efetivo (amplitude de tensão) σίρ em cada posição do membro" derivado na etapa S9, "o volume efetivo Vep do membro e a quantidade de correção de tensão aCOrr" derivados na etapa S10, e "o coeficiente Weibull m do pedaço de teste de fadiga de material" derivado na etapa S3. Então, na etapa S12, a parte de comparação de probabilidadeThen, in step S11, the cumulative limb fracture probability derivation portion 204 derives the cumulative fracture probability Pfp due to the fatigue of the limb of Equation (9) using "the scale or material parameter" derived in step S7, "the effective stress (stress amplitude) σίρ at each limb position" derived in step S9, "the effective limb volume Vep and the amount of stress correction aCOrr" derived in step S10, and "the Weibull coefficient m Material Fatigue Test Piece "derived in step S3. So in step S12, the probability comparison part

de fratura 205 determina se ou não a probabilidade de fratura cumulativa Pfp devido à fadiga do membro derivada na etapa S11 é igual a ou menos que a probabilidade de fratura cumulativa alvo. Quando a probabilidade de fratura cumulativa Pfp devido à fadiga do membro não é igual a ou menos que a probabilidade de fratura cumulativa alvo como um resultado da determina- ção, a operação volta para a etapa S8 e a parte de análise de tensão de membro 202 recebe novamente a entrada da informação a cerca do membro e da força externa. Então, as etapas S8 a S12 são realizadas repetidamente até que a probabilidade de fratura cumulativa Pfp devido à fadiga do membro alcance a probabilidade de fratura cumulativa alvo ou menos.fracture 205 determines whether or not the probability of cumulative fracture Pfp due to limb fatigue derived in step S11 is equal to or less than the probability of target cumulative fracture. When the probability of Pfp cumulative fracture due to limb fatigue is not equal to or less than the target cumulative fracture probability as a result of the determination, the operation returns to step S8 and the member stress analysis part 202 receives the input of information about the member and the external force again. Then steps S8 through S12 are performed repeatedly until the probability of cumulative fracture Pfp due to limb fatigue reaches the probability of target cumulative fracture or less.

Nota-se que quando etapas S8 e S9 são realizadas antes da e- tapa S7, o processo nas etapas S8 e S9 é realizado depois da etapa S12 e, então, o processo nas etapas S10 a S12 é realizado.Note that when steps S8 and S9 are performed before step S7, the process in steps S8 and S9 is performed after step S12 and then the process in steps S10 to S12 is performed.

Quando a probabilidade de fratura cumulativa Pfp devido à fadiga do membro alcança a probabilidade de fratura cumulativa alvo ou menos na etapa S12, a operação procede para a etapa S13. Procedendo-se para a etapa S13, a parte de saída de tensão de estrutura 206 deriva a tensão de estrutura no membro baseando-se na informação derivada pela parte de a- nálise de tensão de membro 202 quando a probabilidade de fratura cumula- tiva Pfp alcança a probabilidade de fratura cumulativa alvo ou menos, e mos- tra a tela (GUI) que indica a tensão de estrutura no membro. Então, o pro- cesso de acordo com o fluxograma na figura 6 termina. Conforme descrito acima, nesta modalidade, o volume efetivo Vep do membro é calculado coma a quantidade de correção de tensão Ocorr adicionada à tensão efetivo (amplitude de tensão) oip em cada posição do membro de modo que a resistência à fadiga do membro variável que corres- ponde à tensão média que varia dependendo na posição do membro é apa- rentemente constante no valor quando a tensão média no membro é O (zero) independente da posição do membro. Usando o volume efetivo Vep do mem- bro, a probabilidade de fratura cumulativa Pfp devido à fadiga do membro é derivada. Consequentemente, é possível avaliar a probabilidade de fratura cumulativa como um valor numérico em consideração probabilística ao risco da fratura por fadiga do interior do membro combinando-se de forma signifi- cativa as idéias do diagrama de limite de fadiga, da distribuição Weibull e do volume efetivo do membro. Mais especificamente, a probabilidade de fratura cumulativa Pfp devido à fadiga do membro que tem uma distribuição de ten- são complexa pode ser calculada quantitativamente usando uma relativa- mente simples "distribuição da resistência à fadiga do pedaço de teste de fadiga de material" obtida a partir do resultado do teste de fadiga uniaxial (o resultado do teste de fadiga sob a condição de aplicar uma carga em um eixo geométrico) ou do resultado do teste de fadiga de torção (o resultado do teste de fadiga sob a condição de aplicar uma carga de torção). Por exem- plo, um membro pode ser projetado em consideração à fratura por fadiga começando de uma certa inclusão que é um evento probabilístico. Em con- trate, convencionalmente, a avaliação probabilística da distribuição da resis- tência à fadiga do material pode ser feita, mas o resultado desta pode não ser diretamente usado para um membro diferente em estado de tensão do material. Então, um membro foi projetado usando o fator de segurança empi- ricamente obtido conforme descrito acima, foi impossível refletir suficiente- mente as variações nas características de fadiga na estrutura do membro. Em particular, a probabilidade de fratura cumulativa pode não ser esperada com uma precisão satisfatória em uma região de baixa probabilidade de fra- tura. Nesta modalidade, uma estrutura de fadiga precisa pode ser feita con- forme descrito acima como comparada à estrutura de fadiga convencional determinada baseando-se na experiência tal como o fator de segurança ou similares.When the probability of Pfp cumulative fracture due to limb fatigue reaches the target cumulative fracture probability or less at step S12, the operation proceeds to step S13. Proceeding to step S13, the frame stress output portion 206 derives the frame stress at the limb based on information derived from the member stress analysis part 202 when the probability of cumulative fracture Pfp reaches the probability of target cumulative fracture or less, and shows the screen (GUI) that indicates the structure tension in the limb. Then the process according to the flowchart in figure 6 ends. As described above, in this embodiment, the effective limb volume Vep is calculated as the amount of Ocorr stress correction added to the effective tension (stress amplitude) oip at each limb position so that the resistance of the variable limb that corresponds - where the mean tension that varies depending on the limb position is apparently constant in value when the mean limb tension is O (zero) independent of the limb position. Using the effective member volume Vep, the probability of cumulative Pfp fracture due to limb fatigue is derived. Consequently, it is possible to evaluate the probability of cumulative fracture as a numerical value in probabilistic consideration of the risk of fatigue fracture of the interior of the limb by significantly combining the ideas of the fatigue limit diagram, the Weibull distribution, and the volume. effective member. More specifically, the probability of cumulative Pfp fracture due to limb fatigue having a complex stress distribution can be calculated quantitatively using a relatively simple "fatigue strength distribution of the material fatigue test piece" obtained at from the uniaxial fatigue test result (the result of the fatigue test under the condition of applying a load on a geometrical axis) or from the torsion fatigue test result (the result of the fatigue test under the condition of applying a load torsion). For example, a limb may be designed for fatigue fracture starting from a certain inclusion that is a probabilistic event. In contrast, conventionally, the probabilistic assessment of the distribution of fatigue strength of the material may be made, but the result of this may not be directly used for a different member in a state of material stress. Thus, a limb was designed using the empirically obtained safety factor as described above; it was impossible to sufficiently reflect variations in fatigue characteristics in the limb structure. In particular, the probability of cumulative fracture may not be expected with satisfactory accuracy in a region of low probability of fracture. In this embodiment, an accurate fatigue structure can be made as described above as compared to the conventional fatigue structure determined based on experience such as safety factor or the like.

Ademais, o usuário seleciona ou o resultado do teste de fadiga uniaxial ou o resultado do teste de fadiga de torção como a característica de fadiga do material nesta modalidade. Consequentemente, a característica de fadiga do material pode ser selecionada de acordo com se o membro que é o objeto de derivação da probabilidade de fratura cumulativa Pfp devido à fratura por fadiga principalmente por compressão e tensão ou fraturado prin- cipalmente por torção. Consequentemente, mais estruturas de fadiga preci- sas podem ser feitas.In addition, the user selects either the uniaxial fatigue test result or the torsion fatigue test result as the material fatigue characteristic in this mode. Consequently, the fatigue characteristic of the material can be selected according to whether the limb that is the object of derivation of the probability of cumulative fracture Pfp due to mainly compression and stress fatigue fracture or mainly fracture by twisting. Consequently, more precise fatigue structures can be made.

Nota-se que as curvas P-S-N são criadas usando o resultado do teste de fadiga uniaxial a cerca do pedaço de teste de fadiga de material e a plotagem de Weibull é criada adicionalmente a partir das curvas P-S-N de modo que "o coeficiente Weibull m do pedaço de teste de fadiga de material" é derivado da plotagem de Weibull nesta modalidade. Ademais, a resistência à fadiga média oas do pedaço de teste de fadiga de material é derivada dos resultados da pluralidade de testes de fadiga uniaxiais ou os resultados da pluralidade de testes de fadiga de torção a cerca do pedaço de teste de fadi- ga de materiais de acordo com o resultado de seleção pelo usuário e o pa- râmetro de escala ou do material é derivado adicionalmente. Entretanto, isto não é sempre necessário. Por exemplo, o resultado do teste de fadiga unia- xial pode não ser o resultado do teste atual, mas um valor suposto tal como o resultado da simulação supondo que a distribuição de probabilidade de fratura cumulativa com respeito à amplitude de tensão em um determinado número de vezes de carregamento repetido no pressuposto de que o teste de fadiga (por exemplo, o teste de fadiga uniaxial) pela carga repetida com a tensão média no material que constitui o membro sendo 0 [N/mm2] que é conduzida seja a distribuição de Weibull de dois parâmetros. Ademais, o u- suário pode definir a distribuição da probabilidade de fratura cumulativa de- vido à fadiga do material (distribuição de Weibull de dois parâmetros) supos- ta conforme descrito acima para derivar "o coeficiente Weibull m do pedaço de teste de fadiga de material" e "o parâmetro de escala ou do material". Neste caso, é desnecessário criar as P-S-N. Ademais, o usuário pode definir diretamente "o coeficiente Weibuli m do pedaço de teste de fadiga de mate- rial" e "o parâmetro de escala ou do material". Ademais, "o parâmetro de es- cala ou do material" pode ser encontrado a partir da plotagem de Weibull descrita acima.Note that PSN curves are created using the uniaxial fatigue test result about the material fatigue test piece and the Weibull plot is created additionally from the PSN curves so that "the Weibull coefficient m of the piece Fatigue Test "is derived from Weibull plotting in this mode. In addition, the mean fatigue strength of the material fatigue test piece is derived from the results of the plurality of uniaxial fatigue tests or the results of the plurality of torsion fatigue tests about the material fatigue test piece. according to the user selection result and the scale or material parameter is derived additionally. However, this is not always necessary. For example, the uniaxial fatigue test result may not be the result of the current test, but an assumed value such as the simulation result assuming that the cumulative fracture probability distribution with respect to the stress amplitude at a given number. times of repeated loading on the assumption that the fatigue test (eg the uniaxial fatigue test) by the repeated loading with the mean stress on the member material being 0 [N / mm2] that is conducted is the distribution of Weibull of two parameters. In addition, the user can define the distribution of the cumulative fracture probability due to material fatigue (two-parameter Weibull distribution) assumed as described above to derive "the Weibull coefficient m from the fatigue test piece. material "and" the scale or material parameter ". In this case, it is unnecessary to create the P-S-N. In addition, the user can directly define "the Weibuli coefficient of the material fatigue test piece" and "the scale or material parameter". In addition, "the scale or material parameter" can be found from the Weibull plot described above.

Ademais, a tensão efetivo (amplitude de tensão) ojp em cada po- sição do membro e a tensão média Oave em cada posição do membro são derivados pela parte de análise de tensão de membro 202 nesta modalida- de. Entretanto, isto não é sempre necessário. Por exemplo, estes valores supostos podem ser definidos diretamente pelo usuário.In addition, the effective stress (strain amplitude) ojp in each limb position and the mean Oave stress in each limb position are derived by the limb stress analysis part 202 in this mode. However, this is not always necessary. For example, these assumed values can be set directly by the user.

Ademais, nesta modalidade, o diagrama de limite de fadiga tem sido descrito tomando, como um exemplo, o caso que usa a relação Good- man modificada descrita em "The Society of Materials Science, Japan, Fati- gue design handbook, Yokendo, de janeiro de 1995, primeira edição, página 82" e similares. Entretanto, o diagrama de limite de fadiga não é limitado à relação Goodman modificada. Por exemplo, o diagrama de Gerber discutido em "The Society of Materials Science, Japan, Fatigue design handbook, Yo- kendo, 20 de janeiro de 1995, primeira edição, página 82" e similares, o dia- grama baseado na JSSC Fatigue Design Recommendation, ou a equação relacionai que estima o efeito da razão de ou a tensão média na resistência à fadiga tal como a equação de correção de razão de tensão discutida em "MURAKAMI Yukitaka, Metal Fatigue: Effect of Small Defects and Inclusi- ons, Yokendo, 25 de dezembro de 2008, OD edition primeira edição, página 110" podem ser usados como o diagrama de limite de fadiga.Moreover, in this embodiment, the fatigue limit diagram has been described by taking, as an example, the case using the modified Goodman ratio described in "The Society of Materials Science, Japan, Fatigue design handbook, Yokendo, of January 1995, First Edition, page 82 "and the like. However, the fatigue limit diagram is not limited to the modified Goodman ratio. For example, the Gerber diagram discussed in "The Society of Materials Science, Japan, Fatigue Design Handbook, Yokendo, January 20, 1995, First Edition, page 82" and the like, the JSSC Fatigue Design-based diagram Recommendation, or the related equation that estimates the effect of the ratio of or mean stress on fatigue strength such as the stress ratio correction equation discussed in "MURAKAMI Yukitaka, Metal Fatigue: Effect of Small Defects and Inclusives, Yokendo , December 25, 2008, OD edition First Edition, page 110 "may be used as the fatigue limit diagram.

Ademais, é preferencial que o usuário selecione ou o resultado do teste de fadiga uniaxial ou o resultado do teste de fadiga de torção como nesta modalidade, mas somente o resultado de um dos testes pode ser inse- rido e usado.In addition, it is preferred that the user selects either the uniaxial fatigue test result or the torsion fatigue test result as in this mode, but only the result of one of the tests can be entered and used.

(Primeiro Exemplo)(First Example)

A seguir, um primeiro exemplo da presente invenção será descri- to. Neste exemplo, o caso de estimação de uma carga de fratura por fadiga de uma mola espiral que tem uma tensão residual compressivo em sua su- perfície será descrito. O material que constitui a mola espiral é um aço de mola de alta tensão com um resistência de 1900 [MPa] que corresponde ao SWOSC-V definido em JIS G 3566 e é um material de aço em que há fratura por fadiga interna que começa a partir da inclusão existente no aço de mola de alta tensão.In the following, a first example of the present invention will be described. In this example, the estimation of a fatigue fracture load of a coil spring that has a compressive residual stress on its surface will be described. The material constituting the coil spring is a high tensile spring steel with a strength of 1900 [MPa] which corresponds to the SWOSC-V defined in JIS G 3566 and is a steel material in which there is internal fatigue fracture beginning to occur. from inclusion in high-tension spring steel.

Primeiro, um pedaço de teste de fadiga de material com um comprimento de uma porção paralela de 20 [mm] e um diâmetro da porção paralela de 4 [mm] é preparado e sujeitado ao teste de fadiga uniaxial con- forme descrito acima. A tensão de teste σ{ com uma amplitude de tensão de 700 [MPa], 750 [Mpa], 800 [MPa], 850 [MPa], 900[MPa] foi carregado repeti- damente aqui em dez pedaços de teste de fadiga de materiais cada. Aqui, o teste de fadiga uniaxial foi realizado de modo que a tensão média Oave em cada porção do pedaço de teste de fadiga de material foi 0 [MPa] conforme descrito acima.First, a material fatigue test piece with a parallel portion length of 20 [mm] and a parallel portion diameter of 4 [mm] is prepared and subjected to the uniaxial fatigue test as described above. The test voltage σ {with a voltage amplitude of 700 [MPa], 750 [Mpa], 800 [MPa], 850 [MPa], 900 [MPa] was repeatedly loaded here into ten fatigue test pieces. materials each. Here, the uniaxial fatigue test was performed so that the mean Oave stress in each portion of the material fatigue test piece was 0 [MPa] as described above.

Os resultados dos testes de fadiga uniaxiais conforme descritos acima foram inseridos no aparelho para estimar a probabilidade de fratura por fadiga em membro 100. O aparelho para estimar a probabilidade de fra- tura por fadiga em membro 100 criou as curvas P-S-N a partir dos resultados da pluralidade de testes de fadiga uniaxiais e obteve a distribuição de proba- bilidade de fratura cumulativa do limite de fadiga pelo método de Japan So- ciety of Mechanical Engineers Standard JSME S 002 (método de teste de fadiga estatístico) cuja função distribuição foi substituída pela função de dis- tribuição de Weibull de dois parâmetros. Como um resultado, 100 foram ob- tidos como o Coeficiente Weibull m do pedaço de teste de fadiga de material da distribuição de probabilidade cumulativa (distribuição de Weibull de dois parâmetros) F da resistência à fadiga no número de vezes de carregamento repetido de 106 vezes. O aparelho para estimar a probabilidade de fratura por fadiga em membro 100 derivou adicionalmente o volume efetivo Ves do pedaço de teste de fadiga de material usando "o coeficiente Weibull m do pedaço de teste de fadiga de material" e "a tensão efetivo (amplitude de ten- são) σ, em cada posição do pedaço de teste de fadiga de material" derivados pelo aparelho para estimar a probabilidade de fratura por fadiga em membro 100 (vide a Equação (2)). Como um resultado, o volume efetivo Ves de um pedaço de teste de fadiga de material foi 251 [mm3].The results of the uniaxial fatigue tests as described above were entered into the apparatus for estimating the probability of limb fatigue fracture 100. The apparatus for estimating the probability of limb fatigue fracture 100 created the PSN curves from the results of the uniaxial fatigue tests and obtained the probability distribution of cumulative fatigue limit fracture by the Japan Society of Mechanical Engineers Standard method JSME S 002 (statistical fatigue test method) whose distribution function was replaced by the Weibull's distribution of two parameters. As a result, 100 were obtained as the Weibull Coefficient m of the material fatigue test piece of the cumulative probability distribution (Weibull distribution of two parameters) F of the fatigue strength at 106 times repeated loading. . The apparatus for estimating the probability of 100-member fatigue fracture additionally derived the effective volume Ves from the material fatigue test piece using "the Weibull coefficient m from the material fatigue test piece" and "the effective stress (amplitude of stress) σ, at each position of the material fatigue test piece "derived by the apparatus to estimate the probability of 100-member fatigue fracture (see Equation (2)). As a result, the effective Ves volume of a material fatigue test piece was 251 [mm3].

O aparelho para estimar a probabilidade de fratura por fadiga em membro 100 derivou adicionalmente o parâmetro de escala au do material usando "a resistência à fadiga média oas do pedaço de teste de fadiga de material," "o Coeficiente Weibull m do pedaço de teste de fadiga de materi- al," e "o volume efetivo Ves do pedaço de teste de fadiga de material" obtidos a partir do resultado do teste de fadiga uniaxial do pedaço de teste de fadiga de material (vide a Equação (3)). Como um resultado, o parâmetro de escala Ou do material foi 800 [MPa],The apparatus for estimating the probability of 100-member fatigue fracture additionally derived the material au scale parameter using "the mean fatigue strength oas of the material fatigue test piece," "the Weibull Coefficient m of the material fatigue test piece. material fatigue, "and" the effective volume Ves of the material fatigue test piece "obtained from the uniaxial fatigue test result of the material fatigue test piece (see Equation (3)). As a result, the material scale parameter Or was 800 [MPa],

Neste exemplo, a estimação da carga de fratura por fadiga da mola espiral de tal material foi feita. Aqui, a estimação da probabilidade de fratura cumulativa da seguinte mola espiral foi feita. O diâmetro de fio da mo- la espiral é 3,3 [mm], O diâmetro interno da mola espiral é 18 [mm] e o nú- mero de voltas da mola espiral é 6 [voltas], A distribuição da tensão residual da mola espiral é causado pelo tratamento de superfície por rebitagem. A mola espiral que tem uma distribuição da tensão residual desta quando cria- da baseada no resultado de medição, conforme ilustrado na figura 8, foi em- pregada. Ademais, em consideração à tensão de cisalhamento e à tensão residual compressivo aqui, a tensão correspondente foi empregado para a tensão efetivo (amplitude de tensão) Oi em cada posição do pedaço de teste de fadiga de material. Para a tensão média aave em cada posição do mem- bro, a tensão principal máxima foi empregado. Na definição da mola espiral em um aparelho de teste, a carga inicial (o valor inicial da força externa atu- ante inserida na parte de análise de tensão de membro 202) aplicada à mola espiral foi definida a 200 [N] e este valor foi reparado como a carga mínima. Ademais, o aparelho para estimar a probabilidade de fratura por fadiga em membro 100 foi operado na probabilidade de fratura cumulativa alvo que 1 em 50 molas espirais iriam fraturar devido à fadiga em um milhão de vezes de carregamento repetido. Como um resultado disso, a faixa de carga (a fai- xa da força externa atuante inserida na parte de análise de tensão de mem- bro 202) aplicada repetidamente à mola espiral quando a "probabilidade de fratura cumulativa Pfp devido à fadiga da mola espiral" derivada alcança a probabilidade de fratura cumulativa alvo foi 295 [N],In this example, the fatigue fracture load estimation of the spiral spring of such material was made. Here, the estimation of the cumulative fracture probability of the following spiral spring was made. The wire diameter of the spiral spring is 3.3 [mm], The inner diameter of the spiral spring is 18 [mm] and the number of turns of the spiral spring is 6 [turns]. Spiral spring is caused by surface treatment by riveting. The coil spring which has a residual stress distribution of this when created based on the measurement result as shown in figure 8 has been employed. Moreover, in consideration of shear stress and compressive residual stress here, the corresponding stress was employed for the effective stress (stress amplitude) Oi at each position of the material fatigue test piece. For the mean voltage aave at each limb position, the maximum main voltage was employed. In defining the coil spring in a tester, the initial load (the initial value of the current external force entered in the member tension analysis part 202) applied to the coil spring was set to 200 [N] and this value was fixed as minimum load. In addition, the apparatus for estimating the probability of 100-member fatigue fracture was operated on the target cumulative fracture probability that 1 in 50 coil springs would fracture due to fatigue at 1 million times of repeated loading. As a result of this, the load range (the range of the acting external force inserted in the stress analysis part 202) is repeatedly applied to the coil spring when the "probability of cumulative fracture Pfp due to coil spring fatigue". "derivative reaches target cumulative fracture probability was 295 [N],

Portanto, para a confirmação da certeza do resultado deste cál- culo, o teste de fadiga uniaxial de aplicar repetidamente uma carga em uma faixa de 200 [N] a 495 [N], a 5 [Hz] em 100 molas espirais manufaturadas sob as mesmas condições que aquelas da mola espiral descrita acima foi conduzido até que o número de vezes de carregamento repetido alcançou 1,1 milhões de vezes. Como um resultado, fratura por fadiga ocorreu em 1 mola espiral em cada uma das 0,92 milhão de vezes, 1,02 milhões de vezes, 1,05 milhões de vezes e 1,07 milhões de vezes, e duas molas espirais em 1,09 milhões de vezes, de modo que duas molas espirais foram fraturadas em cerca de 1 milhão de vezes. Consequentemente, o resultado pelo apare- lho para estimar a probabilidade de fratura por fadiga em membro 100 e o resultado atual combinaram aproximadamente um com o outro, pelo qual a eficiência da estimação da carga de fratura por fadiga do membro pelo apa- relho para estimar a probabilidade de fratura por fadiga em membro 100 po- de ser confirmada.Therefore, to confirm the certainty of the result of this calculation, the uniaxial fatigue test of repeatedly applying a load in a range of 200 [N] to 495 [N], to 5 [Hz] in 100 coil springs manufactured under the same conditions as those of the spiral spring described above was conducted until the number of repeated charging times reached 1.1 million times. As a result, fatigue fracture occurred in 1 coil spring in each of 0.92 million times, 1.02 million times, 1.05 million times and 1.07 million times, and two coil springs in 1 .9 million times, so that two coil springs were fractured about 1 million times. Consequently, the result for the device to estimate the probability of limb fatigue fracture 100 and the current result roughly matched each other, whereby the efficiency of the estimation of the limb fatigue fracture load by the device to estimate the probability of limb fatigue fracture 100 can be confirmed.

(Segundo Exemplo)(Second Example)

A seguir, um segundo exemplo da presente invenção será des- crito. Neste exemplo, o caso de estimação da característica de fadiga de curvatura repetida de um membro de chapa que tem uma tensão residual compressivo em sua superfície será descrito. O material que constitui o membro de chapa é uma chapa de aço de alta tensão com uma resistência de 1300 [MPa] que corresponde ao SCM440 definido em JIS G 4105 e é um material de aço em que há fratura por fadiga interna que começa a partir da inclusão existente no aço de alta tensão.In the following, a second example of the present invention will be described. In this example, the estimation of the repeated curvature fatigue characteristic of a plate member having a compressive residual stress on its surface will be described. The plate member material is a high tensile steel plate having a strength of 1300 [MPa] which corresponds to the SCM440 defined in JIS G 4105 and is a steel material in which there is internal fatigue fracture beginning from inclusion in high voltage steel.

Primeiro, um pedaço de teste de fadiga de material com um comprimento de uma porção paralela de 20 [mm] e um diâmetro da porção paralela de 4 [mm] é prepara e sujeitado ao teste de fadiga uniaxial confor- me descrito acima. A tensão de teste σ{ com uma amplitude de tensão de 450 [MPa], 500 [Mpa], 550 [MPa], 600 [MPa], 650[MPa] foi carregado repeti- damente aqui em dez pedaços de teste de fadiga de material em cada um. Aqui, o teste de fadiga uniaxial foi conduzido de modo que a tensão média Oave em cada porção do pedaço de teste de fadiga de material foi O [MPa] conforme descrito acima.First, a material fatigue test piece with a parallel portion length of 20 [mm] and a parallel portion diameter of 4 [mm] is prepared and subjected to the uniaxial fatigue test as described above. The test voltage σ {with a voltage amplitude of 450 [MPa], 500 [Mpa], 550 [MPa], 600 [MPa], 650 [MPa] was repeatedly loaded here in ten fatigue test pieces. material in each one. Here, the uniaxial fatigue test was conducted so that the mean Oave stress in each portion of the material fatigue test piece was O [MPa] as described above.

Os resultados dos testes de fadiga uniaxiais conforme descritos acima foram inseridos no aparelho para estimar a probabilidade de fratura por fadiga em membro 100. O aparelho para estimar a probabilidade de fra- tura por fadiga em membro 100 criou as curvas P-S-N a partir dos resultados dos testes de fadiga uniaxiais e obteve a distribuição de probabilidade de fratura cumulativa do limite de fadiga pelo método de Japan Society of Me- chanical Engineers Standard JSME S 002 (método teste de fadiga estatísti- co) cuja função de distribuição foi substituída pela função de distribuição de Weibull de dois parâmetros. Como um resultado, 80 foi obtido como o coefi- ciente Weibull m do pedaço de teste de fadiga de material da distribuição de probabilidade cumulativa (distribuição de Weibull de dois parâmetros) F da resistência à fadiga no número de vezes de carregamento repetido de 106 vezes. O aparelho para estimar a probabilidade de fratura por fadiga em membro 100 derivou adicionalmente o volume efetivo Ves do pedaço de teste de fadiga de material usando "o coeficiente Weibull m do pedaço de teste de fadiga de material" e "a tensão efetivo (amplitude de tensão) Ol em cada po- sição do pedaço de teste de fadiga de material" derivados pelo aparelho pa- ra estimar a probabilidade de fratura por fadiga em membro 100 (vide a E- quação (2)). Como um resultado, o volume efetivo Ves de um pedaço de tes- te de fadiga de material foi 251 [mm3]. O aparelho para estimar a probabili- dade de fratura por fadiga em membro 100 derivou adicionalmente o parâ- metro de escala ou do material usando "a resistência à fadiga média oas do pedaço de teste de fadiga de material", "o coeficiente Weibull m do pedaço de teste de fadiga de material", e "o volume efetivo Ves do pedaço de teste de fadiga de material" obtidos a partir do resultado do teste de fadiga uniaxi- al do pedaço de teste de fadiga de material (vide a Equação (3)). Como um resultado, o parâmetro de escala ou do material foi 578 [MPa],The results of the uniaxial fatigue tests as described above were entered into the apparatus for estimating the probability of limb fatigue fracture 100. The apparatus for estimating the probability of limb fatigue fracture 100 created the PSN curves from the results of the uniaxial fatigue tests and obtained the probability distribution of the cumulative fatigue limit fracture by the Japan Society of Mechanical Engineers Standard JSME S 002 method (statistical fatigue test method) whose distribution function was replaced by the distribution function. Weibull parameter. As a result, 80 was obtained as the Weibull coefficient m of the material fatigue test piece of the cumulative probability distribution (two-parameter Weibull distribution) F of the fatigue strength at 106 times repeated loading. . The apparatus for estimating the probability of 100-member fatigue fracture additionally derived the effective volume Ves from the material fatigue test piece using "the Weibull coefficient m from the material fatigue test piece" and "the effective stress (amplitude of Stress) Ol in each position of the material fatigue test piece "derived by the apparatus to estimate the probability of fatigue fracture in limb 100 (see Equation (2)). As a result, the effective Ves volume of a piece of material fatigue test was 251 [mm3]. The apparatus for estimating the probability of 100-member fatigue fracture additionally derived the scale or material parameter using "the mean fatigue strength of the material fatigue test piece", "the Weibull coefficient m of the material fatigue test piece "and" the effective volume Ves of the material fatigue test piece "obtained from the uniaxial fatigue test result of the material fatigue test piece (see Equation (3 )). As a result, the scale or material parameter was 578 [MPa],

Um aparelho de impacto ultrassônico automático foi usado para realizar igualmente o tratamento de impacto ultrassônico na superfície em um lado da face do membro de chapa que é o objeto de estimação da pro- babilidade de fratura cumulativa para com isso aplicar uma tensão residual compressivo na superfície de um lado da face do membro de chapa. A dis- tribuição da tensão residual compressivo aplicado no membro de chapa des- ta maneira é ilustrada na figura 9. Neste exemplo, um membro de chapa com um comprimento de 400 [mm], uma largura de 30 [mm] e uma espessu- ra de 20 [mm] foi empregado. O membro de chapa foi definido em um apare- lho de teste com a face sujeitada ao tratamento de impacto ultrassônico lo- calizada no lado inferior de tal forma que o membro de chapa foi mantido em uma posição de 50 [mm] separado de ambas as porções de extremidade na direção longitudinal do membro de chapa e uma carga foi aplicada no meio do membro de chapa a partir do outro lado da face (o lado superior) que não foi sujeitado ao tratamento de impacto ultrassônico, por curvatura de três pontos repetida uniformemente. Especificamente, uma carga foi aplicada repetidamente no membro de chapa a 5 [Hz] de modo que a tensão máxima de superfície e a tensão mínimo de superfície no membro de chapa quando a carga foi aplicada repetidamente no membro de chapa que tem uma distri- buição de tensão residual A (vide a linha sólida na figura 9) foram 900 [MPa], 200 [MPa} respectivamente. Como um resultado, três de dez membros de chapa fraturados devido à fadiga até que o número de vezes de carrega- mento repetido alcançou 2 milhões de times. Portanto, uma carga foi aplica- da repetidamente, sob as mesmas condições, no membro de chapa que uma distribuição de tensão residual B (vide a linha quebrada na figura 9) ob- tida mudando-se as condições do tratamento de impacto ultrassônico. Como um resultado, todos dos dez membros de chapa não fraturaram devido à fadiga mesmo quando o número de vezes de carregamento repetido alcan- çou 2 milhões de vezes.An automatic ultrasonic impact apparatus was also used to perform surface ultrasonic impact treatment on one side of the face of the plate member that is the object of the cumulative fracture probability to thereby apply a compressive residual stress to the surface. on one side of the face of the plate member. The distribution of the compressive residual stress applied to the plate member in this manner is illustrated in Figure 9. In this example, a plate member of length 400 [mm], width 30 [mm] and thickness 20 [mm] was employed. The plate member was defined in a test apparatus with the face subjected to the ultrasonic impact treatment located on the underside such that the plate member was kept at a position of 50 [mm] separate from both sides. end portions in the longitudinal direction of the plate member and a load was applied to the middle of the plate member from the other side of the face (the upper side) that was not subjected to ultrasonic impact treatment by uniformly repeated three-point curvature . Specifically, a load was applied repeatedly to the plate member at 5 [Hz] so that the maximum surface tension and the minimum surface tension on the plate member when the load was repeatedly applied to the plate member having a distribution. The residual voltage A (see the solid line in figure 9) were 900 [MPa], 200 [MPa} respectively. As a result, three out of ten plate members fractured due to fatigue until the number of repeated loading times reached 2 million teams. Therefore, a load was applied repeatedly under the same conditions to the plate member as a residual stress distribution B (see the broken line in figure 9) obtained by changing the conditions of the ultrasonic impact treatment. As a result, all of the ten plate members did not fracture due to fatigue even when the number of repeated loading times reached 2 million times.

Para a confirmação do efeito devido à mudança na distribuição de tensão residual conforme descrito acima, a probabilidade de fratura cu- mulativa do membro de chapa foi estimada pelo aparelho para estimar a probabilidade de fratura por fadiga em membro 100. Como a tensão que o- correu no membro de chapa foi somente a tensão substancialmente na dire- ção de eixo geométrico do membro, a tensão principal máxima foi emprega- do para cada um da tensão efetivo (amplitude de tensão) Oj e a tensão mé- dia Oave em cada posição do pedaço de teste de fadiga de material. Como um resultado, a probabilidade de fratura cumulativa Pfp devido à fadiga no número de vezes de carregamento repetido de 2 milhões de vezes foi 26,8 [%] no membro de chapa que tem a distribuição de tensão residual A, e a probabilidade de fratura cumulativa Pfp devido à fadiga no número de vezes de carregamento repetido de 2 milhões de vezes foi 1,7 [%] no membro de chapa que tem a distribuição de tensão residual B. Dessa forma, o resultado pelo aparelho para estimar a probabilidade de fratura por fadiga em membro 100 e o resultado atual combinaram aproximadamente um com o outro, atra- vés disso, a efetividade da estimação da característica de fadiga do membro de curvatura repetida pelo aparelho para estimar a probabilidade de fratura por fadiga em membro 100 pode ser confirmada.To confirm the effect due to the change in residual stress distribution as described above, the probability of cumulative fracture of the plate limb was estimated by the apparatus to estimate the probability of fatigue fracture in limb 100. As the stress that run on the plate member was only the stress substantially in the geometrical axis direction of the member, the maximum main stress was employed for each of the effective stress (stress amplitude) Oj and the mean stress Oave at each position. of the material fatigue test piece. As a result, the probability of cumulative Pfp fracture due to fatigue in 2 million times repeated loading was 26.8 [%] in the plate member having residual stress distribution A, and the probability of fracture cumulative Pfp due to fatigue in the repeated loading times of 2 million times was 1.7 [%] in the plate member that has the residual stress distribution B. Thus, the result by the device to estimate the probability of fracture limb fatigue and the current result roughly matched each other, through this, the effectiveness of estimating the fatigue characteristic of the repeated curvature limb by the apparatus to estimate the likelihood of limb fatigue fracture can be confirmed. .

(Terceiro Exemplo)(Third Example)

A seguir, um terceiro exemplo da presente invenção será descri- to. Neste exemplo, o caso que usa o resultado do teste de fadiga de torção será descrito.In the following, a third example of the present invention will be described. In this example, the case using the torsion fatigue test result will be described.

Primeiro, um pedaço de teste de barra redonda formado de um aço de carbono definido em JIS G4051 S55C e que tem uma porção paralela com um diâmetro de 4 [mm] e um comprimento de 10 [mm] é preparado co- mo o pedaço de teste de fadiga de material e sujeitado ao teste de fadiga de torção conforme descrito acima em que uma carga repetida de torção é apli- cada no pedaço de teste de fadiga de material. Aqui, a tensão de teste Tt com uma amplitude de tensão de 280 [MPa] a 360 [MPa] foi aplicado repeti- damente nos incrementos de 10 [MPa] em 12 pedaços de teste de fadiga de material cada.First, a round bar test piece formed from a carbon steel defined in JIS G4051 S55C and which has a parallel portion with a diameter of 4 [mm] and a length of 10 [mm] is prepared as the sample piece. material fatigue test and subjected to the torsion fatigue test as described above wherein a repeated torsional load is applied to the material fatigue test piece. Here, the Tt test voltage with a voltage amplitude of 280 [MPa] to 360 [MPa] was repeatedly applied in increments of 10 [MPa] on 12 material fatigue test pieces each.

Os resultados dos testes de fadiga de torção conforme descritos acima foram inseridos no aparelho para estimar a probabilidade de fratura por fadiga em membro 100. O aparelho para estimar a probabilidade de fra- tura por fadiga em membro 100 criou as curvas P-S-N a partir dos resultados dos testes de fadiga de torção e obteve a distribuição de probabilidade de fratura cumulativa do limite de fadiga pelo método de Japan Society of Me- chanical Engineers Standard JSME S 002 (método teste de fadiga estatísti- co) cuja função de distribuição foi substituída pela função de distribuição de Weibull de dois parâmetros. Como um resultado, 20 foi obtido como o coefi- ciente Weibull m do pedaço de teste de fadiga de material da distribuição de probabilidade cumulativa (distribuição de Weibull de dois parâmetros) F da resistência à fadiga no número de vezes de carregamento repetido de 106 vezes.The results of the torsion fatigue tests as described above were entered into the apparatus for estimating the probability of limb fatigue fracture 100. The apparatus for estimating the probability of limb fatigue fracture 100 created the PSN curves from the results. torsion fatigue tests and obtained the probability distribution of cumulative fracture of the fatigue limit by the Japan Society of Mechanical Engineers Standard JSME S 002 method (statistical fatigue test method) whose distribution function was replaced by the Weibull distribution parameters. As a result, 20 was obtained as the Weibull coefficient m of the material fatigue test piece of the cumulative probability distribution (two-parameter Weibull distribution) F of the fatigue strength at 106 times repeated loading. .

O aparelho para estimar a probabilidade de fratura por fadiga em membro 100 derivou adicionalmente o volume efetivo Ves do pedaço de teste de fadiga de material usando "o coeficiente Weibull m do pedaço de teste de fadiga de material" e "a tensão efetivo (amplitude de tensão) Oj em cada po- sição do pedaço de teste de fadiga de material" separadamente derivados pelo aparelho para estimar a probabilidade de fratura por fadiga em membro 100 (vide a Equação (2)). Como um resultado, o volume efetivo Ves de um pedaço de teste de fadiga de material foi 7,43 [mm3].The apparatus for estimating the probability of 100-member fatigue fracture additionally derived the effective volume Ves from the material fatigue test piece using "the Weibull coefficient m from the material fatigue test piece" and "the effective stress (amplitude of Oj in each position of the material fatigue test piece "separately derived by the apparatus to estimate the probability of fatigue fracture in limb 100 (see Equation (2)). As a result, the effective Ves volume of a material fatigue test piece was 7.43 [mm3].

O aparelho para estimar a probabilidade de fratura por fadiga em membro 100 derivou adicionalmente o parâmetro de escala ou do material usando "a tensão de cisalhamento médio Tas do pedaço de teste de fadiga de material", "o Coeficiente Weibull m do pedaço de teste de fadiga de materi- al", e "o volume efetivo Ves do pedaço de teste de fadiga de material" obtidos a partir do resultado do teste de fadiga de torção do pedaço de teste de fadi- ga de material (vide a Equação (3)). A tensão de cisalhamento médio Tas foi 317,5 [MPa]. O coeficiente f é 1 a V3. Então, o parâmetro de escala ou do material foi 412,8 [MPa] a 715,0 [MPa],The apparatus for estimating the probability of 100-member fatigue fracture additionally derived the scale or material parameter using "Tas mean shear stress of the material fatigue test piece", "the Weibull coefficient m of the test fatigue test piece". material fatigue ", and" the effective volume Ves of the material fatigue test piece "obtained from the torsion fatigue test result of the material fatigue test piece (see Equation (3) ). The average shear stress Tas was 317.5 [MPa]. The coefficient f is 1 to V3. So the scale or material parameter was 412.8 [MPa] to 715.0 [MPa],

Aqui, 30 pedaços de teste na mesma forma que têm um com- primento em uma poção mais fina de 10 [mm] e um corte transversal circular com uma espessura de 10 [mm] foram formados usando o material JIS G4501 S55C para qual o parâmetro de escala au do material foi encontrado conforme descrito acima. Os testes de fadiga por (1) torção repetida, (2) cur- vatura rotacional, e (3) força axial repetida foram conduzidos em 10 pedaços de teste cada. A tensão de cisalhamento máximo de superfície de 292 [MPa] em (1), o teste de fadiga de torção repetido e a tensão máxima de 506 [MPa] em (2), o teste de curvatura rotacional foram definidos coma tensões de tes- te respectivamente.Here, 30 test pieces in the same form that have a finer potion length of 10 [mm] and a circular cross-section with a thickness of 10 [mm] were formed using the JIS G4501 S55C material for which the parameter au scale of the material was found as described above. Fatigue tests by (1) repeated torsion, (2) rotational curvature, and (3) repeated axial force were conducted on 10 test pieces each. The maximum surface shear stress of 292 [MPa] in (1), the repeated torsion fatigue test and the maximum stress of 506 [MPa] in (2), the rotational curvature test were defined as the tensile stresses. respectively.

Estas tensões de teste foram definidos pelo método descrito nesta modalidade de modo que a probabilidade de fratura cumulativa Pfp foi 50 [%] com o parâmetro de escala ou do material e o coeficiente Weibull m definidos aos valores descritos acima e o coeficiente f definido a V3.These test stresses were defined by the method described in this embodiment so that the probability of cumulative fracture Pfp was 50 [%] with the scale or material parameter and the Weibull coefficient m defined at the values described above and the coefficient f defined at V3. .

Como um resultado, em (1) o teste de fadiga de torção repetido, cinco de dez pedaços de teste fraturados antes do número de vezes de car- regamento repetido alcançar 106 vezes. Também, em (2) o teste de curvatu- ra rotacional, cinco de dez pedaços de teste fraturados antes do número de vezes de carregamento repetido alcançar 106 vezes. Em (1) o teste de fadi- ga de torção repetido e em (2) o teste de curvatura rotacional, o volume efe- tivo Ves é idêntico a 46,5 [mm3]. Os pedaços de teste usados nestes testes são feitos do material e, então, são idênticos no parâmetro de escala ou do material e coeficiente Weibull m. Ademais, em consideração da tensão de cisalhamento médio Tas empregado em (1), o teste de fadiga de torção repe- tido e a resistência à fadiga média aas empregados em (2), o teste de curva- tura rotacional toma substancialmente os respectivos valores médios (embo- ra não precisamente), a relação de fTas = oas é estabelecida, de modo que o coeficiente f pode ser calculado baseando-se na relação. A partir das consi- derações precedentes, a definição de f = V3 pode ser considera a ser apro- priada neste material.As a result, in (1) the repeated torsion fatigue test, five of ten fractured test pieces before the number of repeated load times reached 106 times. Also, in (2) the rotational curvature test, five of ten fractured test pieces before the number of repeated loading times reached 106 times. In (1) the repeated torsion fatigue test and in (2) the rotational curvature test, the effective volume Ves is identical to 46.5 [mm3]. The test pieces used in these tests are made of material and then are identical in the scale parameter or material and Weibull coefficient m. In addition, considering the Tas mean shear stress employed in (1), the repeated torsional fatigue test and the mean fatigue strength employed in (2), the rotational curvature test takes substantially the respective values. average (although not precisely), the ratio of fTas = oas is established, so that the coefficient f can be calculated based on the ratio. From the above considerations, the definition of f = V3 can be considered to be appropriate in this material.

Portanto, em (3) no teste de força axíal repetida, a tensão máxi- ma foi definido a 450 [Mpa]. A probabilidade de fratura cumulativa Pfp no número de vezes de carregamento repetido de 106 vezes encontrada pelo método descrito nesta modalidade com f = V3 sendo definido a partir do re- sultado descrito acima foi 67 [%]. Em (3) no teste de força axial repetida, se- te de dez pedaços de teste fraturados antes do número de vezes de carre- gamento repetido alcançar 106 vezes. Conforme descrito acima, o resultado do teste e o resultado de estimação pelo método descrito nesta modalidade combinam substancialmente um com o outro.Therefore, in (3) in the repeated axial force test, the maximum tension was set at 450 [Mpa]. The probability of cumulative Pfp fracture at the 106-fold repeated loading times found by the method described in this embodiment with f = V3 being defined from the result described above was 67 [%]. In (3) in the repeated axial strength test, ten fractured test pieces before the number of repeated load times reached 106 times. As described above, the test result and the estimation result by the method described in this embodiment substantially match each other.

Nota-se que a modalidade descrita acima da presente invenção pode ser implantada por um computador que executa um programa Ade- mais, um meio para abastecer o programa ao computador, por exemplo, um meio de gravação legível por computador tal com um CD-ROM ou similares que tem o programa gravado neste ou um meio de transmissão que transmi- te o programa é também aplicável como a modalidade da presente invenção. Além disso, um produto de programa tal como um meio de gravação legível por computador que tem o programa gravado neste é também aplicável co- mo a modalidade da presente invenção. O programa descrito acima, meio de gravação legível por computador, meio de transmissão e o produto de pro- grama estão incluídos no escopo da presente invenção.It is noted that the embodiment described above of the present invention may be implemented by a computer running a program. Also, a means for supplying the program to the computer, for example, a computer readable recording medium such as a CD-ROM. or the like having the program recorded in this or a transmission medium transmitting the program is also applicable as the embodiment of the present invention. In addition, a program product such as a computer readable recording medium having the program recorded therein is also applicable as the embodiment of the present invention. The program described above, computer readable recording medium, transmission medium and program product are included within the scope of the present invention.

Deve ser notado que as modalidades acima meramente ilustram exemplos concretos da implantação da presente invenção, e o escopo técni- co da presente invenção não deve ser construído de uma maneira restritiva por estas modalidades. Isto é, a presente invenção pode ser implantada de várias formas sem afastar-se do espírito técnico ou recursos principais des- ta.It should be noted that the above embodiments merely illustrate concrete examples of the implementation of the present invention, and the technical scope of the present invention should not be construed constructively by these embodiments. That is, the present invention may be implemented in a number of ways without departing from the technical spirit or main features thereof.

Convencionalmente, a resistência à fadiga tem sido prevista a partir do resultado do teste de fadiga do material usando o fator de seguran- ça obtido empiricamente. Então, convencionalmente, a probabilidade de fra- tura cumulativa pode não ser prevista com uma precisão satisfatória particu- larmente em uma região de baixa probabilidade de fratura. Em contrapartida, de acordo com a presente invenção, a distribuição de probabilidade de fratu- ra cumulativa devido à fadiga do membro pode ser captada de forma quanti- tativa.Conventionally, fatigue strength has been predicted from the material fatigue test result using the empirically obtained safety factor. Thus, conventionally, the probability of cumulative fracture may not be predicted with satisfactory accuracy particularly in a region of low probability of fracture. In contrast, according to the present invention, the cumulative probability distribution of fracture due to limb fatigue can be quantitatively captured.

Claims (15)

1. Aparelho para estimar a probabilidade de fratura por fadiga em membro, que compreende: um processador que executa pelo menos: um primeiro processo de aquisição para adquirir, como primeira informação de aquisição, um coeficiente Weibull m e um parâmetro de esca- la ou [N/mm2] quando uma distribuição de probabilidade de fratura cumulati- va com relação a uma amplitude de tensão de um teste de fadiga em um determinado número de vezes de carregamento repetido de um pedaço de teste de fadiga de material feito de um material que constitui um membro é expressa por uma distribuição de Weibull de dois parâmetros; um segundo processo de aquisição para adquirir, como segunda informação de aquisição, uma amplitude Oip [N/mm2] de uma tensão principal máxima ou uma tensão correspondente em cada posição do membro, e uma tensão média Oave [N/mm2] sendo uma média da tensão principal máxima ou a tensão correspondente em cada posição do membro; um processo de derivação de volume efetivo de membro para derivar um volume efetivo Vep [mm3] do membro a partir das Equações a se- guir (A) e (B); e um processo de derivação de probabilidade de fratura de derivar uma probabilidade de fratura cumulativa Pfp devido à fadiga do membro a partir de uma Equação (C) a seguir; e uma unidade de relatório que relata informações relacionadas à probabilidade de fratura cumulativa Pfp devido à fadiga do membro, em que, onde aap é uma resistência à fadiga [N/mm2] do membro quando a resistência à fadiga em cada posição é uniforme a um valor cons- tante com o uso de aip+oCOrr como a amplitude da tensão em cada posição do membro, em um diagrama de limite de fadiga que representa uma rela- ção entre a resistência à fadiga do membro e a tensão média no membro, σΓ é uma resistência à fadiga [N/mm2] em uma determinada posição quando a tensão média no membro é a tensão média aave na posição adquirida no se- gundo processo de aquisição, no diagrama de limite de fadiga, max(x) repre- senta um valor máximo de x, e Jdv representa a integração de volume do membro inteiro. Fórmula 1 Vep = /{(aip+acorr)/max(aip+acorr)}mdV...(A) Ocorr =Oap-Or... (B) Pfp = 1-exp[-Vep{max(aip+acorr)/au}m]...(C)1. Apparatus for estimating the probability of limb fatigue fracture comprising: a processor performing at least: a first acquisition process to acquire as a first acquisition information a Weibull coefficient and a scale parameter or [ N / mm2] when a cumulative fracture probability distribution with respect to a stress amplitude of a fatigue test over a given number of times of repeated loading of a material fatigue test piece made of a material that constitutes a member is expressed by a two-parameter Weibull distribution; a second acquisition process to acquire, as a second acquisition information, an Oip amplitude [N / mm2] of a maximum main voltage or a corresponding voltage at each limb position, and an average Oave voltage [N / mm2] being an average the maximum principal stress or the corresponding stress at each position of the limb; an effective limb volume derivation process for deriving an effective limb volume Vep [mm3] from Equations to follow (A) and (B); and a fracture probability derivation process of deriving a cumulative fracture probability Pfp due to limb fatigue from the following Equation (C); and a reporting unit reporting information related to the probability of cumulative Pfp fracture due to limb fatigue, where, where aap is a limb fatigue strength [N / mm2] when the fatigue strength at each position is uniform to a A constant value of aip + oCOrr as the amplitude of tension at each limb position in a fatigue limit diagram representing a relationship between limb fatigue strength and mean limb stress, σΓ is a fatigue strength [N / mm2] at a given position when the mean limb tension is the mean aave tension at the position acquired in the second acquisition process, in the fatigue limit diagram, max (x) represents a maximum value of x, and Jdv represents the integer member volume integration. Formula 1 Vep = /{(aip+acorr)/max(aip+acorr)}mdV...(A) Ocorr = Oap-Or ... (B) Pfp = 1-exp [-Vep {max (aip + current) / au} m] ... (C) 2. Aparelho para estimar a probabilidade de fratura por fadiga em um membro, de acordo com a reivindicação 1, em que o dito processador executa adicionalmente: um terceiro processo de aquisição para adquirir, como terceira informação de aquisição, uma amplitude Oi [N/mm2] de uma tensão principal máxima ou uma tensão correspondente em cada posição do pedaço de teste de fadiga de material; e um processo de derivação de volume efetivo de um pedaço de teste de fadiga de material para derivar um volume efetivo Ves [mm3] do pe- daço de teste de fadiga de material a partir de uma Equação (D) a seguir, em que o diagrama de limite de fadiga é uma relação Goodman modificada, em que o primeiro processo de aquisição adquire adicionalmen- te, como a primeira informação de aquisição, uma resistência à fadiga média aas [N/mm2] por um teste de fadiga com a tensão média sendo O [N/mm2] com o uso de uma pluralidade de pedaços de teste de fadiga de material feitos do material que constitui o membro, em que o primeiro processo de aquisição deriva o parâmetro de escala au [N/mm2] da resistência à fadiga sob a suposição de que o teste de fadiga foi conduzido no material por um determinado número de vezes de carregamento repetido, a partir de uma Equação (E) a seguir, em que o segundo processo de aquisição adquire adicionalmen- te, como a segunda informação de aquisição, uma resistência à tração ab [N/mm2] do material que constitui o membro, em que o processo de derivação de volume efetivo de membro deriva o volume efetivo Vep do membro a partir de uma seguinte (F) a seguir, e em que, onde Γ() representa uma função gama, max(x) repre- senta um valor máximo de x, e ídv na Equação (D) representa uma integra- ção de volume do pedaço de teste de fadiga de material inteiro. Fórmula 2 Ves = J{ai/max(Oi)}mdv...(D) Ou = OasVes1/m/r(1+1/m)... (E) Vep = í{(apWep"1^our(1+1/m)oave/ob)/max(apWep-1^aur(1+1/m)aave/ab)}m dV...(F)Apparatus for estimating the probability of fatigue fracture in a limb according to claim 1, wherein said processor further performs: a third acquisition process to acquire, as third acquisition information, an amplitude Oi [N / mm2] of a maximum principal stress or a corresponding stress at each position of the material fatigue test piece; and an effective volume derivation process of a material fatigue test piece to derive an effective volume Ves [mm3] from the material fatigue test piece from an Equation (D) below, where the Fatigue limit diagram is a modified Goodman relationship, where the first acquisition process additionally acquires, as the first acquisition information, a mean fatigue strength at [N / mm2] by a mean stress fatigue test. O [N / mm2] using a plurality of material fatigue test pieces made from the member material, wherein the first acquisition process derives the scale parameter au [N / mm2] from the resistance to fatigue under the assumption that the fatigue test has been conducted on the material for a certain number of times of repeated loading from an Equation (E) below, where the second acquisition process acquires additionally as the second inform acquisition action, a tensile strength ab [N / mm2] of the member material, wherein the effective member volume derivation process derives the effective member volume Vep from the following (F), and where, where Γ () represents a gamma function, max (x) represents a maximum value of x, and idv in Equation (D) represents a volume integration of the entire material fatigue test piece. Formula 2 Ves = J {ai / max (Hi)} mdv ... (D) Ou = OasVes1 / m / r (1 + 1 / m) ... (E) Vep = í {(apWep "1 ^ our (1 + 1 / m) oave / ob) / max (apWep-1 ^ aur (1 + 1 / m) aave / ab)} m dV ... (F) 3. Aparelho para estimar a probabilidade de fratura por fadiga em membro, de acordo com a reivindicação 1, em que o primeiro processo de aquisição recebe uma entrada de um resultado de um teste de fadiga uniaxial, ou um valor suposto do resulta- do do teste de fadiga uniaxial, sendo que o teste de fadiga uniaxial carrega repetidamente uma tensão de teste at [N/mm2] alterada regularmente em uma direção do pedaço de teste de fadiga de material no pedaço de teste de fadiga de material para investigar um número de vezes de carregamento repetido da tensão até que o pedaço de teste de fadiga de material quebre, conduzido com a média da tensão principal máxima ou a tensão correspon- dente no pedaço de teste de fadiga de material sendo 0, e deriva a primeira informação de aquisição usando o resultado inserido do teste de fadiga uni- axial ou valor suposto deste.Apparatus for estimating the likelihood of limb fatigue fracture according to claim 1, wherein the first acquisition process receives an input from a uniaxial fatigue test result, or a presumed value from the result. uniaxial fatigue test, wherein the uniaxial fatigue test repeatedly carries a test voltage at regularly altered [N / mm2] in one direction of the material fatigue test piece in the material fatigue test piece to investigate a number of repeated loading times of stress until the material fatigue test piece breaks, conducted with the average of the maximum principal stress or the corresponding stress on the material fatigue test piece being 0, and the first acquisition information derives using the entered uni- axial fatigue test result or its assumed value. 4. Aparelho para estimar a probabilidade de fratura por fadiga em membro, de acordo com a reivindicação 1, em que o primeiro processo de aquisição recebe a entrada de um resultado de um teste de fadiga de torção ou um valor suposto do resul- tado do teste de fadiga de torção, sendo que o teste de fadiga de torção car- rega repetidamente uma tensão de teste Tt [N/mm2] alterada regularmente em uma direção de cisalhamento do pedaço de teste de fadiga de material no pedaço de teste de fadiga de material para investigar um número de ve- zes de carregamento repetido da tensão até que o pedaço de teste de fadiga de material se quebre, conduzido com a média da tensão principal máxima ou da tensão correspondente no pedaço de teste de fadiga de material sen- do O, e deriva a primeira informação de aquisição com o uso do resultado inserido do teste de fadiga de torção ou valor suposto deste.Apparatus for estimating the probability of limb fatigue fracture according to claim 1, wherein the first acquisition process receives input of a result of a torsion fatigue test or an assumed value of the result of the torsion fatigue test, where the torsion fatigue test repeatedly loads a Tt test voltage [N / mm2] regularly changed in a shear direction of the material fatigue test piece in the fatigue test piece. material to investigate a number of times the stress is repeated loading until the material fatigue test piece breaks, conducted with the average of the maximum principal stress or the corresponding stress on the material fatigue test piece being O, and derives the first acquisition information using the entered result of the torsion fatigue test or its assumed value. 5. Aparelho para estimar a probabilidade de fratura por fadiga em membro, de acordo com a reivindicação 1, em que o dito processador executa adicionalmente um processo de seleção para selecionar, com base em uma operação de uma unidade de entrada de operação por um usuário, qualquer um dentre: um resultado de um teste de fadiga uniaxial ou um valor suposto deste, o teste de fadiga uniaxial que carrega repetidamente uma tensão de teste ot [N/mm2] regularmente alterada em uma direção do pedaço de teste de fadiga de material no pedaço de teste de fadiga de material para investi- gar um número de vezes de carregamento repetido da tensão até que o pe- daço de teste de fadiga de material se quebre, e um resultado de um teste de fadiga de torção ou um valor supos- to deste, sendo que o teste de fadiga de torção carrega repetidamente uma tensão de teste η [N/mm2] alterada regularmente em uma direção de cisa- Ihamento do pedaço de teste de fadiga de material no pedaço de teste de fadiga de material para investigar um número de vezes de carregamento repetido da tensão até que o pedaço de teste de fadiga de material se que- bre, em que, quando o resultado do teste de fadiga uniaxial ou o va- lor suposto deste é selecionado pelo processo de seleção, o primeiro pro- cesso de aquisição recebe a entrada do resultado do teste de fadiga uniaxial ou o valor suposto do resultado do teste de fadiga uniaxial, sendo que o tes- te de fadiga uniaxial é conduzido com a média da tensão principal máxima ou da tensão correspondente no pedaço de teste de fadiga de material sen- do O, e deriva a primeira informação de aquisição com o uso do resultado inserido do teste de fadiga uniaxial ou o valor suposto deste, e em que, quando o resultado do teste de fadiga de torção ou o valor suposto deste é selecionado pelo processo de seleção, sendo que o primeiro processo de aquisição recebe a entrada do resultado do teste de fadiga de torção ou o valor suposto do resultado do teste de fadiga de tor- ção, sendo que o teste de fadiga de torção é conduzido com a média da ten- são principal máxima ou da tensão correspondente no pedaço de teste de fadiga de material sendo 0, e deriva a primeira informação de aquisição com o uso do resultado inserido do teste de fadiga de torção ou o valor suposto deste.Apparatus for estimating the probability of limb fatigue fracture according to claim 1, wherein said processor further performs a selection process to select, based on an operation of an input operating unit by a user. , either of: a result of a uniaxial fatigue test or an assumed value thereof, the uniaxial fatigue test that repeatedly carries a regularly altered test voltage ot [N / mm2] in one direction of the material fatigue test piece on the material fatigue test piece to investigate a number of times of repeated stress loading until the material fatigue test piece breaks, and a result of a torsional fatigue test or guess value. and the torsion fatigue test repeatedly carries a regularly altered test voltage η [N / mm2] in a shear direction of the material fatigue test piece on the pedestal. material fatigue test steel to investigate a number of times of repeated stress loading until the material fatigue test piece breaks, where when the uniaxial fatigue test result or the assumed value This is selected by the selection process, the first acquisition process receives the input of the uniaxial fatigue test result or the assumed value of the uniaxial fatigue test result, and the uniaxial fatigue test is conducted with the average of the maximum principal stress or corresponding stress in the material fatigue test piece O, and derives the first acquisition information using the entered uniaxial fatigue test result or the assumed value thereof, and where, when the torsion fatigue test result or its assumed value is selected by the selection process, and the first acquisition process receives the input of the torsion fatigue test result or the assumed value of the torsion fatigue test result, where the torsion fatigue test is conducted with the average of the maximum principal stress or the corresponding stress in the material fatigue test piece being 0, and derives the first acquisition information using the entered result of the torsion fatigue test or the assumed value of it. 6. Aparelho para estimar a probabilidade de fratura por fadiga em membro, de acordo com a reivindicação 1, em que o primeiro processo de aquisição deriva o coeficiente Weibull m e o parâmetro de escala au [N/mm2] como a primeira informação de aquisição supondo que uma distribuição de probabilidade de fratura cu- mulativa com relação a uma amplitude de tensão em um determinado núme- ro de vezes de carregamento repetido sob a suposição de que o teste de fadiga por meio do carregamento repetido que foi conduzido com a tensão média no material que constitui o membro sendo 0 [N/mm2] é uma distribui- ção de Weibull de dois parâmetros.Apparatus for estimating the probability of limb fatigue fracture according to claim 1, wherein the first acquisition process derives the Weibull coefficient and the scale parameter au [N / mm2] as the first acquisition information assuming that a cumulative fracture probability distribution with respect to a stress amplitude at a given number of times of repeated loading under the assumption that the repeated loading fatigue test that was conducted with the mean stress on the material which constitutes the limb being 0 [N / mm2] is a two-parameter Weibull distribution. 7. Aparelho para estimar a probabilidade de fratura por fadiga em membro, de acordo com a reivindicação 1, em que o segundo processo de aquisição recebe a entrada de um formato do membro, de uma força externa atuante que atua no membro, uma tensão residual do membro, e uma característica de um material que constitui o membro, e usa a informação inserida para derivar a segunda in- formação de aquisição .Apparatus for estimating the likelihood of limb fatigue fracture according to claim 1, wherein the second acquisition process receives input of a limb shape, of an acting external force acting on the limb, a residual stress. of the member, and a feature of a material that constitutes the member, and uses the entered information to derive the second acquisition information. 8. Método para estimar a probabilidade de fratura por fadiga em membro, que compreende: uma primeira etapa de aquisição para adquirir, como uma pri- meira informação de aquisição, um coeficiente Weibull m e um parâmetro de escala ou [N/mm2] quando uma distribuição de probabilidade de fratura cu- mulativa com relação a uma amplitude de tensão de um teste de fadiga em um determinado número de vezes de carregamento repetido de um pedaço de teste de fadiga de material feito de um material que constitui uma mem- bro for expressa por uma distribuição de Weibull de dois parâmetros; uma segunda etapa de aquisição para adquirir, como uma se- gunda informação de aquisição, uma amplitude σίρ [N/mm2] de uma tensão principal máxima ou uma tensão correspondente em cada posição do mem- bro, e uma tensão média aave [N/mm2] que é uma média da tensão principal máxima ou da tensão correspondente em cada posição do membro; uma etapa de derivação de volume efetivo em membro para de- rivar um volume efetivo Vep [mm3] do membro a partir da Equação (A) e E- quação (B) a seguir; e uma etapa de derivação de probabilidade de fratura em membro para derivar uma probabilidade de fratura cumulativa Pfp devido à fadiga do membro a partir de uma Equação (C) a seguir; e uma etapa de relatório para relatar informações relacionadas à probabilidade de fratura cumulativa Pfp devido à fadiga do membro derivada pela dita etapa de derivação de probabilidade de fratura em membro, em que, onde oap é uma resistência à fadiga [N/mm2] do membro quando a resistência à fadiga em cada posição é uniforme a um valor cons- tante com o uso de aip+oCorr como a amplitude da tensão em cada posição do membro, em um diagrama de limite de fadiga que representa uma rela- ção ente a resistência à fadiga do membro e a tensão média no membro, or é uma resistência à fadiga [N/mm2] em uma determinada posição quando a tensão média no membro é a tensão média Oave na posição adquirida na dita segunda etapa de aquisição, no diagrama de limite de fadiga, max(x) repre- senta um valor máximo de x, e |dv representa uma integração de volume do membro inteiro. Fórmula 3 Vep = J{(aip+acorr)/max(aip+aCorr)}mdV...(A) CTcorr =Oap-Or... (B) Pfp = 1-exp[-Vep{max(aiP+oCorr)/CTu}m]...(C)A method for estimating the probability of limb fatigue fracture comprising: a first acquisition step to acquire, as a first acquisition information, a Weibull coefficient and a scale parameter or [N / mm2] when a cumulative fracture probability distribution with respect to a stress amplitude of a fatigue test over a given number of times of repeated loading of a material fatigue test piece made of a material constituting a member is expressed by a two-parameter Weibull distribution; a second acquisition step to acquire, as a second acquisition information, an amplitude σίρ [N / mm2] of a maximum principal voltage or a corresponding voltage at each member position, and an average voltage aave [N / mm2]. mm2] which is an average of the maximum principal stress or corresponding stress at each member position; an effective limb volume derivation step to derive an effective limb volume Vep [mm3] from the following Equation (A) and Equation (B); and a limb fracture probability derivation step for deriving a cumulative fracture probability Pfp due to limb fatigue from the following Equation (C); and a reporting step for reporting information related to the probability of cumulative fracture Pfp due to limb fatigue derived by said limb fracture probability derivation step, wherein, where p is a resistance to limb fatigue [N / mm2] when the fatigue strength at each position is uniform to a value constant with the use of aip + oCorr as the amplitude of tension at each limb position in a fatigue limit diagram representing a relationship between resistance limb fatigue and mean limb stress, r is a fatigue strength [N / mm2] at a given position when mean limb stress is the mean Oave stress at the position acquired in said second acquisition step in the fatigue limit, max (x) represents a maximum value of x, and | dv represents an integer volume integration. Formula 3 Vep = J {(aip + acorr) / max (aip + aCorr)} mdV ... (A) CTcorr = Oap-Or ... (B) Pfp = 1-exp [-Vep {max (aiP + oCorr) / CTu} m] ... (C) 9. Método para estimar a probabilidade de fratura por fadiga em membro, de acordo com reivindicação 8, que compreende adicionalmente: uma terceira etapa de aquisição para adquirir, como uma tercei- ra informação de aquisição, uma amplitude Oi [N/mm2] de uma tensão princi- pai máxima ou uma tensão correspondente em cada posição do pedaço de teste de fadiga de material; e uma etapa de derivação de um volume efetivo de um pedaço de teste de fadiga de material para derivar um volume efetivo Ves [mm3] do pe- daço de teste de fadiga de material a partir de uma Equação (D) a seguir, em que o diagrama de limite de fadiga é uma relação Goodman modificada, em que a dita primeira etapa de aquisição adquire adicionalmen- te, como a primeira informação de aquisição, uma resistência à fadiga média aas [N/mm2] por um teste de fadiga com a tensão média sendo O [N/mm2] com o uso de uma pluralidade de pedaços de teste de fadiga de material feita do material que constitui o membro, em que a dita primeira etapa de aquisição deriva o parâmetro de escala au [N/mm2] da resistência à fadiga no pressuposto de que o teste de fadiga foi conduzido no material em um determinado número de vezes de carregamento repetido, a partir de uma seguinte Equação (E), em que a dita segunda etapa de aquisição adquire adicional- mente, como a segunda informação de aquisição, uma resistência à tração ab [N/mm2] do material que constitui o membro, em que a dita etapa de derivação de um volume efetivo de membro deriva o volume efetivo Vep do membro a partir de uma Equação (F) a seguir, e em que, onde Γ() representa uma função gama, max(x) repre- senta um valor máximo de x, e jdv na Equação (D) representa uma integra- ção de volume do pedaço de teste de fadiga de material inteiro. Fórmula 4 Ves = l{aj/max(oi)}mdv.. .(D) au = aasVes1/m/r(1+1/m)... (E) Vep = í{(üp+Vep"1/maur(1 +1/m)aave/Ob)/max(ap+Vep"1/h1aur(1 +1/m)aave/ab)}m dV...(F)A method of estimating the probability of limb fatigue fracture according to claim 8 further comprising: a third acquisition step for acquiring, as a third acquisition information, an Oi amplitude [N / mm2] of a maximum principal stress or a corresponding stress at each position of the material fatigue test piece; and a step of deriving an effective volume from a material fatigue test piece to derive an effective volume Ves [mm3] from the material fatigue test piece from an Equation (D) below, where the fatigue limit diagram is a modified Goodman relationship, wherein said first acquisition step additionally acquires, as the first acquisition information, a mean fatigue strength at [N / mm2] by a fatigue test with the mean stress being O [N / mm2] using a plurality of material fatigue test pieces made of the member material, wherein said first acquisition step derives the scale parameter au [N / mm2] of fatigue strength on the assumption that the fatigue test was conducted on the material a certain number of times of repeated loading, from a following Equation (E), wherein said second acquisition step further acquires, as the second info acquisition statement, a tensile strength ab [N / mm2] of the member material, wherein said step of deriving an effective member volume derives the effective member volume Vep from an Equation (F) to where Γ () represents a gamma function, max (x) represents a maximum value of x, and jdv in Equation (D) represents a volume integration of the material fatigue test piece all. Formula 4 Ves = l {aj / max (hi)} mdv .. (D) au = aasVes1 / m / r (1 + 1 / m) ... (E) Vep = í {(üp + Vep "1 / maur (1 + 1 / m) aave / Ob) / max (ap + Vep "1 / h1aur (1 + 1 / m) aave / ab)} m dV ... (F) 10. Método para estimar a probabilidade de fratura por fadiga em membro, de acordo com a reivindicação 8, em que a dita primeira etapa de aquisição recebe a entrada de um resultado de um teste de fadiga uniaxial ou um valor suposto do resulta- do do teste de fadiga uniaxial, sendo que o teste de fadiga uniaxial carrega repetidamente uma tensão de teste ot [N/mm2] alterada regularmente em uma direção do pedaço de teste de fadiga de material no pedaço de teste de fadiga de material para investigar um número de vezes de carregamento repetido da tensão até que o pedaço de teste de fadiga de material se que- bre, conduzido com a média da tensão principal máxima ou da tensão cor- respondente no pedaço de teste de fadiga de material sendo 0, e deriva a primeira informação de aquisição com o uso do resultado inserido do teste de fadiga uniaxial ou do valor suposto deste.A method for estimating the probability of limb fatigue fracture according to claim 8, wherein said first acquisition step receives input of a uniaxial fatigue test result or a presumed value of the result. uniaxial fatigue test, where the uniaxial fatigue test repeatedly carries a regularly altered test voltage t [N / mm2] in one direction of the material fatigue test piece in the material fatigue test piece to investigate a number of repeated loading times of stress until the material fatigue test piece breaks, conducted with the average of the maximum principal stress or the corresponding stress in the material fatigue test piece being 0, and the first acquisition information using the entered uniaxial fatigue test result or its assumed value. 11. Método para estimar a probabilidade de fratura por fadiga em membro, de acordo com a reivindicação 8, em que a dita primeira etapa de aquisição recebe a entrada de um resultado de um teste de fadiga de torção ou um valor suposto do resul- tado do teste de fadiga de torção, sendo que o teste de fadiga de torção car- rega repetidamente uma tensão de teste Tt [N/mm2] alterada regularmente em uma direção de cisalhamento do pedaço de teste de fadiga de material no pedaço de teste de fadiga de material para investigar um número de ve- zes de carregamento repetido da tensão até que o pedaço de teste de fadiga de material se quebre, conduzido com a média da tensão principal máxima ou da tensão correspondente no pedaço de teste de fadiga de material sen- do 0, e deriva a primeira informação de aquisição com o uso do resultado inserido do teste de fadiga de torção ou do valor suposto deste.A method for estimating the probability of limb fatigue fracture according to claim 8, wherein said first acquisition step receives input of a result of a torsion fatigue test or an assumed result value. torsion fatigue test, where the torsion fatigue test repeatedly loads a Tt test stress [N / mm2] regularly changed in a shear direction from the material fatigue test piece in the fatigue test piece material to investigate a number of times the stress is repeated loading until the material fatigue test piece breaks, conducted with the average of the maximum principal stress or the corresponding stress on the material fatigue test piece. 0, and derives the first acquisition information using the entered result of the torsion fatigue test or the assumed value of it. 12. Método para estimar a probabilidade de fratura por fadiga em membro, de acordo com a reivindicação 8, que compreende, adicionalmente: uma etapa de seleção para selecionar, com base em uma ope- ração de uma unidade de entrada de operação por um usuário, qualquer um dentre: um resultado de um teste de fadiga uniaxial ou um valor suposto deste, sendo que o teste de fadiga uniaxial carrega repetidamente uma ten- são de teste ot [N/mm2] alterada regularmente em uma direção do pedaço de teste de fadiga de material no pedaço de teste de fadiga de material para investigar um número de vezes de carregamento repetido da tensão até que o pedaço de teste de fadiga de material se quebre, e um resultado de um teste de fadiga de torção ou um valor supos- to deste, sendo que o teste de fadiga de torção carrega repetidamente uma tensão de teste η [N/mm2] alterada regularmente em uma direção de cisa- Ihamento do pedaço de teste de fadiga de material no pedaço de teste de fadiga de material para investigar um número de vezes de carregamento repetido da tensão até que o pedaço de teste de fadiga de material se que- bre, em que, quando o resultado do teste de fadiga uniaxial ou o va- lor suposto deste é selecionado pela dita etapa de seleção, a dita primeira etapa de aquisição recebe uma entrada do resultado do teste de fadiga uni- axial ou o valor suposto do resultado do teste de fadiga uniaxial, sendo que o teste de fadiga uniaxial é conduzido com a média da tensão principal máxi- ma ou a tensão correspondente no pedaço de teste de fadiga de material sendo O, e deriva a primeira informação de aquisição com o uso do resultado inserido do teste de fadiga uniaxial ou o valor suposto deste, e sendo que, quando o resultado do teste de fadiga de torção ou o valor suposto deste é selecionado pela dita etapa de seleção, a dita primeira etapa de aquisição recebe a entrada do resultado do teste de fadiga de tor- ção ou o valor suposto do resultado do teste de fadiga de torção, sendo que o teste de fadiga de torção é conduzido com a média da tensão principal máxima ou da tensão correspondente no pedaço de teste de fadiga de mate- rial sendo O, e deriva a primeira informação de aquisição com o uso do resul- tado inserido do teste de fadiga de torção ou o valor suposto deste.A method for estimating the probability of limb fatigue fracture according to claim 8, further comprising: a selection step to select, based on an operation of an input operating unit by a user. , any of: a result of a uniaxial fatigue test or an assumed value thereof, and the uniaxial fatigue test repeatedly carries a regularly altered test voltage t [N / mm2] in one direction of the test piece. material fatigue in the material fatigue test piece to investigate a number of times the repeated loading of the tension until the material fatigue test piece breaks, and a result of a torsion fatigue test or an assumed value. Since the torsion fatigue test repeatedly carries a regularly altered test voltage η [N / mm2] in a shear direction of the material fatigue test piece on the test piece. material fatigue test to investigate a number of times the repeated loading of the stress until the material fatigue test piece breaks, where when the uniaxial fatigue test result or its supposed value is selected by said selection step, said first acquisition step receives an input of the uniaxial fatigue test result or the assumed value of the uniaxial fatigue test result, and the uniaxial fatigue test is conducted with the average of the maximum principal stress or the corresponding stress on the material fatigue test piece being O, and derives the first acquisition information using the entered uniaxial fatigue test result or the assumed value thereof, and when torsion fatigue test result or its assumed value is selected by said selection step, said first acquisition step receives input of the torsion fatigue test result or value of the result of the torsion fatigue test, where the torsion fatigue test is conducted with the average of the maximum principal stress or the corresponding stress in the material fatigue test piece being O, and derives the first information from acquisition using the entered result of the torsion fatigue test or the assumed value of it. 13. Método para estimar a probabilidade de fratura por fadiga em membro de acordo com reivindicação 8, em que a dita primeira etapa de aquisição deriva o coeficiente Weibull m e o parâmetro de escala ou [N/mm2] como a primeira informação de aquisição supondo que uma distribuição de probabilidade de fratura cu- mulativa com relação a uma amplitude de tensão em um determinado núme- ro de vezes de carregamento repetido no pressuposto de que o teste de fa- diga por carga repetida tem sido conduzido com a tensão média no material que constitui o membro sendo 0 [N/mm2] é uma distribuição de Weibull de dois parâmetros.A method for estimating the probability of limb fatigue fracture according to claim 8, wherein said first acquisition step derives the Weibull coefficient and the scale parameter or [N / mm2] as the first acquisition information assuming that a probability distribution of cumulative fracture with respect to a stress amplitude at a given number of times of repeated loading on the assumption that the repeated loading stress test has been conducted with the mean stress on the constituent material. the member being 0 [N / mm2] is a two-parameter Weibull distribution. 14. Método para estimar a probabilidade de fratura por fadiga em membro, de acordo com a reivindicação 8, em que a dita segunda etapa de aquisição recebe a entrada de um formato do membro, um força externa atuante que atua no membro, uma tensão residual do membro, e uma característica de um material que consti- tui o membro, e usa a informação inserida para derivar a segunda informa- ção de aquisição .A method for estimating the probability of limb fatigue fracture according to claim 8, wherein said second acquisition step receives input from a limb shape, an acting external force acting on the limb, a residual stress. of the member, and a feature of a material that constitutes the member, and uses the entered information to derive the second acquisition information. 15. Produto de programa de computador para fazer com que um computador execute: uma primeira etapa de aquisição para adquirir um coeficiente Weibull m e um parâmetro de escala ou [N/mm2] quando uma distribuição de probabilidade de fratura cumulativa com relação a uma amplitude de tensão de um teste de fadiga em um determinado número de vezes de carregamen- to repetido de um pedaço de teste de fadiga de material feito de um material que constitui um membro for expressa por uma distribuição de Weibull de dois parâmetros; uma segunda etapa de aquisição para adquirir uma amplitude aip [N/mm2] de uma tensão principal máxima ou uma tensão correspondente em cada posição do membro e uma tensão média oave [N/mm2] que é uma mé- dia da tensão principal máxima ou da tensão correspondente em cada posi- ção do membro; uma etapa de derivação de volume efetivo de membro para deri- var um volume efetivo Vep [mm3] do membro a partir da Equação (A) e Equa- ção (B) a seguir; e uma etapa de derivação de probabilidade de fratura de membro para derivar uma probabilidade de fratura cumulativa Pfp devido à fadiga do membro a partir de uma Equação (C) a seguir; e uma etapa de relatório para relatar informações relacionadas à probabilidade de fratura cumulativa Pfp devido à fadiga do membro derivada pela etapa de derivação de probabilidade de fratura de membro, em que, onde oap é uma resistência à fadiga [N/mm2] do membro quando a resistência à fadiga em cada posição é uniforme a um valor cons- tante com o uso de σίρ+σ00π- como a amplitude da tensão em cada posição do membro, em um diagrama de limite de fadiga que representa a relação entre a resistência à fadiga do membro e a tensão média no membro, σΓ é uma resistência à fadiga [N/mm2] em uma determinada posição quando a tensão média no membro é a tensão média Oave na posição adquirida na se- gunda etapa de aquisição, no diagrama de limite de fadiga, max(x) represen- ta um valor máximo de x, e Jdv representa a integração de volume do mem- bro inteiro. Fórmula 5 Vep = /{(OíP+aCorr)/max(OiP+Ocorr)}mdV...(A) Ocorr =Oap-Or... (B) Pfp = 1-exp[-Vep{max(Oip+Ocorr)/au}m]...(C)15. Computer program product for causing a computer to perform: a first acquisition step for acquiring a Weibull coefficient with a scale parameter or [N / mm2] when a cumulative fracture probability distribution with respect to an amplitude of stress of a fatigue test at a given number of times of repeated loading of a piece of material fatigue test made of a member material is expressed by a two-parameter Weibull distribution; a second acquisition step to acquire an aip amplitude [N / mm2] of a maximum main voltage or a corresponding voltage at each limb position and an average oave voltage [N / mm2] which is an average of the maximum main voltage or the corresponding tension at each limb position; an effective limb volume derivation step to derive an effective limb volume Vep [mm3] from the following Equation (A) and Equation (B); and a limb fracture probability derivation step for deriving a cumulative fracture probability Pfp due to limb fatigue from the following Equation (C); and a reporting step for reporting information related to the probability of cumulative Pfp fracture due to limb fatigue derived by the limb fracture probability derivation step, where, where oap is a limb fatigue strength [N / mm2] when fatigue strength at each position is uniform at a value constant using σίρ + σ00π- as the amplitude of stress at each limb position in a fatigue limit diagram representing the relationship between fatigue strength limb stress and mean limb stress, σΓ is a fatigue strength [N / mm2] at a given position when mean limb stress is the mean Oave stress at the acquired position in the second acquisition step in the limit diagram fatigue, max (x) represents a maximum value of x, and Jdv represents the volume integration of the entire member. Formula 5 Vep = /{(OíP+aCorr)/max(OiP+Ocorr)}mdV...(A) Ocorr = Oap-Or ... (B) Pfp = 1-exp [-Vep {max (Oip + Occur) / au} m] ... (C)
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