Влияние состояния поверхности

Влияние состояния поверхности

Большинство усталостных разрушений начинается на поверхности деталей в месте надреза, неровности поверхности или какого-либо иного концентратора напряжений. Ввиду этого состояние поверхности элементов конструкции может оказывать существенное влияние на выносливость конструкции. При изготовлении лабораторных образцов малых размеров применяется тщательная обработка с полированием поверхности, обеспечивающая малый разброс данных испытаний, однако применение такого рода обработки поверхности элементов конструкций было бы непрактично.

Состояние поверхности может оказывать существенное влияние на прочность металла при переменных напряжениях. В некоторых случаях состояние поверхности может быть решающим фактором, определяющим прочность детали, однако необходимо иметь в виду, что наиболее значительное понижение предела выносливости бывает обусловлено внутренним или внешним концентратором напряжений с наибольшим эффективным коэффициентом   концентрации.

В некоторых случаях сварные швы конструкций мостов и других сооружений, работающих при переменных нагрузках, шлифуют для удаления усиления шва с целью устранения концентрации напряжений в месте резкого изменения поперечного сечения. При расположении рисок параллельно направлению действующего напряжения предел выносливости мог бы быть выше. Механическая обработка сварного шва может повысить предел выносливости металла на поверхности шва, но не может компенсировать влияние существенных внутренних дефектов.

Другим фактором, который оказывает влияние на прочность, является наличие на поверхности материала окалины после прокатки. Как указывают Барон и Ларсон, усталостные испытания плоских образцов показали, что шероховатая поверхность с углублениями может вызывать значительное понижение предела выносливости образцов из листового материала. Понижение прочности некоторых материалов из-за шероховатости поверхности оказывается больше понижения прочности из-за влияния других факторов. Полированные плоские образце из мягкой стали имели предел выносливости на 12 V выше, чем такие же образцы, поверхность которых была покрыта окалиной после прокатки.

Некоторое, сравнительно небольшое, понижение прочности при переменных напряжениях наблюдается при наличии оплавленных краев после автоматической газовой резки углеродистой конструкционной стали, даже при аккуратной резке. Можно ожидать, что шероховатая поверхность после грубой газовой резки будет вызывать более значительное понижение сопротивления усталости. Ввиду этого поверхностный слой металла после газовой резки Необходимо удалять путем механической обработки резанием или шлифованием. При газовой резке низколегированных сталей высокой прочности с повышенной прокаливаемостью поверхностный слой в некоторых случаях также рекомендуют удалять. Вместо этого можно использовать специальный метод газовой резки, при котором обеспечивается более медленное остывание металла, что предотвращает образование мелких поверхностных трещин, которые могут появляться при быстром охлаждении.

Читайте так же:

040 010 025 037 009 021 016 047

Комментарии запрещены.

Явление усталости

037 007 006 032 050 017
Усталость конструкций
Сопротивление усталости