Saatat kysyä: kuinka metallista valmistettu pultti voi kärsiä väsymyksestä? Itse asiassa sen jälkeen, kun hiiliteräs on jalostettu pulteiksi, pitkäaikainen syklinen kuormitus{0}}voi aiheuttaa jännityskeskittymiä paikallisille alueille, jos alkuperäiset tekniset parametrit ja mekaaniset ominaisuudet eivät täytä vaatimuksia. Kun tällainen jännitys saavuttaa kriittisen tason, pulttiin muodostuu pieniä halkeamia - tämä on vasta ensimmäinen väsymisvaihe. Kun kuormitusjaksojen määrä kasvaa tietylle tasolle, halkeamat leviävät ja johtavat lopulta äkilliseen murtumaan. Tämä on pultin väsymisen mekanismi ja seuraus.
Miksi väsymys ilmeneehiiliteräspultit? Ovatko vahvemmat{0}}pultit todennäköisemmin väsyneet? Ensinnäkin väsymys ei liity suoraan pultin lujuustasoon. Tavallisilla pulteilla on alhaisemmat lujuusvaatimukset, ja niitä käytetään lievissä olosuhteissa, joissa väsymisvaikutukset ovat rajalliset. Erittäin lujia -pultteja käytetään kuitenkin ympäristöissä, joissa on tiukat vetolujuusvaatimukset, mikä luonnollisesti lisää väsymisriskiä. Tästä syystä suurin osa käytännössä kohtaamistamme väsymisvioista tapahtuulujat{0}}pultit, vaikka tämä ei tarkoita sitä, että tavalliset pultit eivät koskaan väsy -, niihin sovelletaan yksinkertaisesti alhaisempia huoltovaatimuksia.
Perussyy pulttien väsymiseen on toistuva paikallisen jännityksen muutos syklisen kuormituksen aikana, mikä aiheuttaa kumulatiivisia vaurioita heikkoihin kohtiin ja lopulta muodostaa halkeamia. Prosessi on seuraava: jännitys syövyttää ensin pultin herkät alueet, mikrohalkeamia ilmaantuu vähitellen, halkeamat kasvavat ajan myötä, ja kun ne saavuttavat kriittisen pituuden, pultti katkeaa äkillisesti. Pitkän-ajan analyysi osoittaa, että väsymystä aiheuttavan stressin ei tarvitse olla suuri; se voi olla jopa paljon pienempi kuin pultin myötöraja. Siksi murtumapinnassa ei yleensä ole väsymismurtuman jälkeen ilmeistä ulkoisen voiman aiheuttamaa muodonmuutosta tai taipumista.
Yllä olevan analyysin perusteella voimme parantaa valmistusprosessia pulttien väsymiskestävyyden parantamiseksi. Katso seuraavaa kaaviota:
Vahvistettu lanka Yllä oleva kaavio näyttää optimoidun lankaprofiilin pyöristetyllä juurella (R-säde). Väsymishalkeamia esiintyy yleensä kierteen tyvissä ja pultin kannan alla, joten peruskierteen valmistusprosessia muuttamalla voidaan tehokkaasti estää väsyminen. Verrataan sitä tavallisiin lankoihin:
Tavallinen lanka Yllä oleva lanka on tavallinen lanka, jonka juuressa on terävät kulmat. Tällaiset suorakulmaiset rakenteet ovat erittäin herkkiä stressin muutoksille ja alttiita väsymismurtumille. Kuten aiemmin mainittiin, pultin pään alla oleva alue on toinen kriittinen paikka väsymisvaurioille, kuten kaaviosta näkyy:
Pultin väsymisprosessiKäyttäen samaa periaatetta kuin kierteen juuren säde, voimme lisätä oikean kokoisen fileen säteen pultin pään ja varren liitoskohtaan sallitulla suunnittelualueella.
