Втома та втомне руйнування металевих деталей

2022-08-09

Втомне руйнування є однією з основних форм руйнування металевих деталей. З моменту публікації класичної роботи Велера про втому, властивості втоми різних матеріалів під час випробувань під різними навантаженнями та умовами навколишнього середовища були повністю вивчені. Хоча проблеми втоми були помічені більшістю інженерів і дизайнерів, і було накопичено велику кількість експериментальних даних, все ще існує багато обладнання та машин, які страждають від втомних руйнувань.
Існує багато форм руйнування механічних частин від втомного руйнування:
* Відповідно до різних форм змінних навантажень, його можна розділити на: втому від розтягування та стиснення, втому від вигину, втому кручення, контактну втому, втому вібрації тощо;
*Відповідно до розміру загальних циклів втомного руйнування (Nf), його можна розділити на: високоциклову втому (Nf>10⁵) і низькоциклову втому (Nf<10⁴);
* Відповідно до температурних і середніх умов експлуатації деталей, її можна розділити на: механічну втому (нормальна температура, втома на повітрі), втому від високої температури, втому при низькій температурі, втому від холоду та тепла та корозійну втому.
Але існує лише дві основні форми, а саме втома від зсуву, спричинена напругою зсуву, і втома від нормального руйнування, спричинена нормальною напругою. Інші форми втомного руйнування є сумішшю цих двох основних форм за різних умов.
Переломи багатьох частин валу є в основному втомними руйнуваннями при обертальному вигині. Під час обертального згину втомного руйнування область джерела втоми зазвичай з’являється на поверхні, але немає фіксованого місця, і число джерел втоми може бути одним або кількома. Відносне розташування зони джерела втоми та останньої зони руйнування, як правило, завжди змінюється на кут відносно напрямку обертання вала. Звідси напрямок обертання вала можна визначити за взаємним розташуванням області джерела втоми та останньої області руйнування.
Коли на поверхні вала є велика концентрація напруги, можуть з’явитися численні області джерела втоми. У цей момент остання зона зламу переміститься всередину стовбура.