Træthed og træthedsbrud af metalkomponenter

2022-08-09

Træthedsbrud er en af ​​de vigtigste former for brud på metalkomponenter. Siden udgivelsen af ​​Wöhlers klassiske træthedsværk er træthedsegenskaberne af forskellige materialer, når de er testet under forskellige belastninger og miljøforhold, blevet fuldt ud undersøgt. Selvom træthedsproblemer er blevet bemærket af de fleste ingeniører og designere, og en stor mængde eksperimentelle data er blevet akkumuleret, er der stadig meget udstyr og maskiner, der lider af træthedsbrud.
Der er mange former for træthedsbrudsvigt i mekaniske dele:
*I henhold til de forskellige former for vekslende belastninger kan den opdeles i: spændings- og kompressionstræthed, bøjningstræthed, vridningstræthed, kontakttræthed, vibrationstræthed osv.;
*I henhold til størrelsen af ​​de samlede cyklusser af træthedsbrud (Nf), kan den opdeles i: høj cyklus træthed (Nf>10⁵) og lav cyklus træthed (Nf<10⁴);
*I henhold til temperaturen og mellembetingelserne for de dele, der er i brug, kan den opdeles i: mekanisk træthed (normal temperatur, træthed i luften), højtemperaturtræthed, lavtemperaturtræthed, kulde- og varmetræthed og korrosionstræthed.
Men der er kun to grundlæggende former, nemlig forskydningstræthed forårsaget af forskydningsspænding og normal brudtræthed forårsaget af normal stress. Andre former for træthedsbrud er sammensætningen af ​​disse to grundformer under forskellige forhold.
Brud på mange akseldele er for det meste rotationsbøjningstræthedsbrud. Under rotationsbøjningsudmattelsesbrud optræder træthedskildeområdet generelt på overfladen, men der er ingen fast placering, og antallet af udmattelseskilder kan være en eller flere. De relative positioner af udmattelseskildezonen og den sidste brudzone er generelt altid vendt med en vinkel i forhold til akslens rotationsretning. Heraf kan akslens rotationsretning udledes af den relative position af udmattelseskildeområdet og det sidste brudområde.
Når der er en stor spændingskoncentration på overfladen af ​​skaftet, kan der opstå flere udmattelseskilder. På dette tidspunkt vil den sidste brudzone bevæge sig til indersiden af ​​skaftet.