Độ mỏi và độ mỏi của các bộ phận kim loại

2022-08-09

Gãy mỏi là một trong những dạng gãy chính của các bộ phận kim loại. Kể từ khi công trình nghiên cứu về mỏi cổ điển của Wöhler được xuất bản, các đặc tính mỏi của các vật liệu khác nhau khi thử nghiệm dưới các tải trọng và điều kiện môi trường khác nhau đã được nghiên cứu đầy đủ. Mặc dù hầu hết các kỹ sư và nhà thiết kế đều chú ý đến vấn đề mỏi và một lượng lớn dữ liệu thực nghiệm đã được tích lũy nhưng vẫn có nhiều thiết bị và máy móc bị gãy do mỏi.
Có nhiều dạng hư hỏng do mỏi của các bộ phận cơ khí:
* Theo các dạng tải trọng xen kẽ khác nhau, có thể chia thành: mỏi do căng và nén, mỏi uốn, mỏi xoắn, mỏi tiếp xúc, mỏi do rung, v.v.;
* Theo kích thước của tổng số chu kỳ gãy mỏi (Nf), có thể chia thành: mỏi chu kỳ cao (Nf>10⁵) và mỏi chu kỳ thấp (Nf<10⁴);
* Theo nhiệt độ và điều kiện trung bình của các bộ phận đang sử dụng, có thể chia thành: mỏi cơ học (nhiệt độ bình thường, mỏi trong không khí), mỏi ở nhiệt độ cao, mỏi ở nhiệt độ thấp, mỏi do lạnh và nhiệt và mỏi do ăn mòn.
Nhưng chỉ có hai dạng cơ bản là mỏi cắt do ứng suất cắt và mỏi gãy thông thường do ứng suất thông thường gây ra. Các dạng gãy mỏi khác là sự kết hợp của hai dạng cơ bản này trong các điều kiện khác nhau.
Các vết nứt của nhiều bộ phận trục chủ yếu là các vết nứt do mỏi uốn do quay. Trong quá trình gãy mỏi do uốn cong quay, vùng nguồn mỏi thường xuất hiện trên bề mặt, nhưng không có vị trí cố định và số lượng nguồn mỏi có thể là một hoặc nhiều. Vị trí tương đối của vùng nguồn mỏi và vùng gãy cuối cùng thường luôn đảo ngược một góc so với hướng quay của trục. Từ đó, hướng quay của trục có thể được suy ra từ vị trí tương đối của vùng nguồn mỏi và vùng đứt gãy cuối cùng.
Khi có sự tập trung ứng suất lớn trên bề mặt trục, nhiều vùng nguồn mỏi có thể xuất hiện. Lúc này vùng gãy cuối cùng sẽ di chuyển vào bên trong trục.