Miks poldid väsimuses üles ütlevad?

Võite küsida: kuidas saab metallist valmistatud polt väsimust kannatada? Tegelikult võib pikaajaline tsükliline{0}}koormus pärast süsinikterase poltideks töötlemist tekitada kohalikes piirkondades pingekontsentratsioone, kui esialgsed tehnilised parameetrid ja mehaanilised omadused ei vasta nõuetele. Kui selline pinge saavutab kriitilise taseme, tekivad poldis väikesed praod - see on alles väsimuse esimene etapp. Kui laadimistsüklite arv suureneb teatud tasemeni, levivad praod edasi ja viivad lõpuks äkilise purunemiseni. See on poltide väsimise rikke mehhanism ja tulemus.

Miks tekib väsimussüsinikterasest poldid? Kas tugevamad{0}}poldid väsivad tõenäolisemalt? Esiteks ei ole väsimus otseselt seotud poldi tugevustasemega. Tavaliste poltide tugevusnõuded on väiksemad ja neid kasutatakse kergetes tingimustes, kus väsimusmõju on piiratud. Kõrge tugevusega-polte kasutatakse aga rangete tõmbenõuetega keskkondades, mis loomulikult suurendab väsimuse ohtu. Sel põhjusel ilmnevad enamikul praktikas esinevatest väsimustõrgetest ülitugevad{0}}poldid, kuigi see ei tähenda, et tavalised poldid kunagi ei väsiks -, neile kehtivad lihtsalt madalamad hooldusnõuded.

Poltide väsimise põhipõhjus on lokaalse pinge korduv muutumine tsüklilise koormuse ajal, mis põhjustab nõrkade kohtade kumulatiivseid kahjustusi ja lõpuks tekib pragusid. Protsess on järgmine: pinge õõnestab esmalt poldi haavatavaid kohti, järk-järgult tekivad mikropraod, aja jooksul praod kasvavad ja kui need jõuavad kriitilise pikkuseni, puruneb polt ootamatult. Pikaajaline-analüüs näitab, et väsimust põhjustav stress ei pea olema suur; see võib olla isegi palju madalam kui poldi voolavuspiir. Seetõttu ei ilmne pärast väsimusmurdmist murrupinnal tavaliselt välisjõust tingitud ilmset deformatsiooni ega painutust.

Ülaltoodud analüüsi põhjal saame tootmisprotsessi täiustada, et suurendada poltide väsimuskindlust. Vaadake järgmist diagrammi:

Tugevdatud niit Ülaltoodud diagramm näitab optimeeritud keermeprofiili ümardatud juurega (R-raadius). Väsimuspraod tekivad tavaliselt keermejuurte juures ja poldipea all, nii et põhikeerme valmistamise protsessi muutmine võib väsimust tõhusalt ära hoida. Võrdleme seda tavaliste lõimedega:

Tavaline niit Ülaltoodud niit on tavaline niit, mille juurtes on teravad nurgad. Sellised täisnurksed-struktuurid on pingemuutuste suhtes väga tundlikud ja altid väsimusmurdudele. Nagu varem mainitud, on poldipea all olev ala veel üks kriitiline koht väsimuse rikke korral, nagu on näidatud diagrammil:

Poldi väsimise protsessKasutades sama põhimõtet nagu keerme juure raadius, saame lisada õige suurusega filee raadiuse poldipea ja varre ristmikul lubatud projekteerimisvahemikus.