Haqiqatan ham metall materiallarning charchoq kuchini tushunasizmi?

 

I. Metall charchoqning hodisalari va xususiyatlari

 

1. Metall charchoq hodisalari

Yoriq hosil bo'lishi: o'zgaruvchan stress yoki tsiklik kuchlanish ostida, metall materiallar asta-sekin mahalliy yuqori kuchlanish joylarida kichik yoriqlar hosil qiladi.

Yoriqlarning tarqalishi: Bu mayda yoriqlar doimiy stress ostida vaqt o'tishi bilan asta-sekin kengayadi.

Yoriqlar buzilishi: yoriqlar ma'lum darajada tarqalsa, qolgan material endi yukni ko'tara olmaydi, bu esa metall komponentning to'liq sinishiga olib keladi.

 

 

 

▲1-rasm Umumiy siklik stresslar

 

2. Metall charchoqning xususiyatlari

To'satdan: Metall charchoqning buzilishi ko'pincha vaqt o'tishi bilan to'satdan paydo bo'ladi va oldindan osongina aniqlanmaydi.

Mahalliylik: Qobiliyatsizlik odatda mahalliy yuqori stressli joylarda, nisbatan zich joylashgan joylarda sodir bo'ladi.

Sezuvchanlik: Metall charchoq atrof-muhit omillari va nuqsonlariga sezgir. Masalan, sirt pürüzlülüğü, oksidlanish darajasi va qismlarning korroziya sharoitlari charchoq kuchiga ta'sir qilishi mumkin.

Tsiklga bog'liqlik: Metall charchoq to'g'ridan-to'g'ri tsiklik yuklarning stress darajasiga va tsikllar soniga bog'liq. Stress darajasi materialning oqish kuchidan past bo'lsa ham, uzoq muddatli tsiklik yuklanish hali ham charchoqning buzilishiga olib kelishi mumkin.

Statistik tabiat: Statistik ma'lumotlarga ko'ra, muhandislik konstruktsiyalarining 80% -90% ga yaqini metall charchoqlari tufayli yuzaga keladi.

 

 

 

▲Charchoq sinishi morfologiyasining har xil turlari

 

 

Metall charchoqning II tasnifi

 

1. Tsiklik yuklar soni bo'yicha tasnifi

Yuqori tsiklli charchoq: 100 dan ortiq kuchlanish davrlari bilan past kuchlanish (ish kuchlanishi materialning rentabellik chegarasidan past va hatto elastik chegaradan past) ostida charchoqqa ishora qiladi,000. Bu charchoq etishmovchiligining eng keng tarqalgan turi bo'lib, stressli charchoq deb ham ataladi. Yuqori tsikldagi charchoqning ishlashi SN egri chizig'i (stress-hayot egri) bilan tavsiflanadi, bu ma'lum bir stress nisbati uchun stress qanchalik past bo'lsa, hayot shunchalik uzoqroq bo'lishini ko'rsatadi.

Past davrli charchoq: yuqori kuchlanish (materialning rentabellik chegarasiga yaqin ish stressi) yoki 10,000 dan 100,000 gacha bo'lgan kuchlanish davrlari bilan yuqori kuchlanish sharoitida charchoqqa ishora qiladi. Ushbu turdagi charchoq etishmovchiligida o'zgaruvchan plastik kuchlanish katta rol o'ynaganligi sababli, u plastik charchoq yoki kuchlanish charchoq deb ham ataladi.

 

2. Charchoq etishmovchiligi shakli bo'yicha tasnifi

Termal charchoq: harorat o'zgarishi sababli takroriy termal stressdan kelib chiqqan charchoq etishmovchiligi.

Korroziyadan charchoq: o'zgaruvchan yuklar va korroziy muhitlar (kislotalar, ishqorlar, dengiz suvlari, faol gazlar va boshqalar) birgalikda ta'siri ostida mashina qismlarining charchashi.

Kontakt charchoqlari: Mashina qismlarining kontakt yuzalarining charchoq buzilishini anglatadi, bu erda chuqurlik yoki sirtning maydalanishi va tozalanishi takroriy aloqa stressi ostida yuzaga keladi va bu komponentlarning ishdan chiqishiga olib keladi.

 

 

III. Charchoq egri chizig'i

 

 

 

▲Metal materiallarning charchoq egri chizig'i

 

 

▲SN egri chizig'i

 

Yuqoridagi diagramma charchoq chegarasini aniqlash va charchoq stressi mezonlari uchun asos yaratish uchun ishlatiladigan SN egri deb nomlanuvchi charchoq stressi va charchoq muddati o'rtasidagi munosabatni ko'rsatadi.

Charchoq chegarasi: materialning yorilishsiz cheksiz ko'p kuchlanish davrlariga bardosh berish qobiliyatining mustahkamlik ko'rsatkichiga ishora qiladi; shartli charchoq chegarasi materialning yorilishsiz cheklangan miqdordagi kuchlanish davrlariga bardosh berish qobiliyatining mustahkamlik ko'rsatkichiga ishora qiladi. Ikkalasi ham birgalikda charchoq kuchi deb ataladi. Kuchlanish kuchi qanchalik katta bo'lsa, charchoq chegarasi shunchalik katta bo'ladi.

 

 

IV. Metall materiallarning charchoqqa chidamliligiga ta'sir qiluvchi omillar

 

1. Komponentning shakli va hajmi

Haqiqiy mexanik qismlar muqarrar ravishda zinapoyalar, kalit yo'llari, iplar va yog 'teshiklari kabi turli xil shakllarga ega bo'lib, ular stressning kontsentratsiyasini keltirib chiqaradi va charchoq kuchiga ta'sir qiladi.

Qismlarning o'lchamiga ta'siri ham muhim ahamiyatga ega. Kichikroq namunalar bilan solishtirganda kattaroq qismlarda ko'proq stress kontsentratsiyasi va stress gradientlari bo'lishi mumkin, bu charchoq ishlashiga ta'sir qiladi.

2. Yuzaki pardozlash

Past sirt qoplamasi material yuzasida stress kontsentratsiyasiga olib kelishi mumkin va shu bilan materialning charchoq kuchini kamaytiradi. Misol uchun, uzunlamasına nozik abraziv bilan solishtirganda qo'pol ishlov berish (qo'pol burilish) charchoq chegarasini 10% dan 20% gacha yoki undan ko'proq kamaytirishi mumkin.

3. Xizmat ko'rsatish shartlari

Korroziv muhitning mavjudligi kabi ish muhiti mikro yoriqlar ichiga kirib, komponentlarning charchashiga yordam berishi mumkin.

Yuqori harorat, yuqori namlik va past harorat kabi murakkab iqlim sharoitida ishlatiladigan aerokosmik materiallar ham ularning charchoq ko'rsatkichlariga ta'sir qilishi mumkin.

4. Materialning tarkibi

Metall materialning tarkibi uning charchoq ko'rsatkichlariga bevosita ta'sir qiladi. Masalan, uglerod miqdorining oshishi martensitning sinish kuchini pasaytiradi va yoriqlarni yopish tendentsiyasini oshiradi.

5. Tashkiliy holat

Metall materiallarning mikro tuzilishi ularning charchoqqa chidamliligiga sezilarli ta'sir ko'rsatadi. Söndürme va temperlemedan so'ng olingan tuzilish charchoq kuchini yanada yaxshilashi mumkin.

6. Poklik

Materialdagi qo'shimchalar kabi nuqsonlar charchoq kuchini kamaytiradigan charchoq manbalariga aylanishi mumkin.

7. Qoldiq stress

Qoldiq stressning mavjudligi materialning charchoq ishlashiga ham ta'sir qilishi mumkin.

8. Materialning mustahkamligi va plastikligi

Metall materialning mustahkamligi va plastisitivligi qanchalik yaxshi bo'lsa, uning charchoq etishmovchiligiga qarshi turish qobiliyati shunchalik yuqori bo'ladi.

9. Stress amplitudasi

Stress amplitudasining kattaligi metallning charchash muddatiga bevosita ta'sir qiladi.

10. O'rtacha stress

O'rtacha kuchlanishning kattaligi va tabiati (tortishish yoki bosim) ham metallning charchoq ko'rsatkichlariga ta'sir qiladi.

11. Tsikllar soni

Metall charchoqning buzilishi odatda ma'lum miqdordagi tsikllardan keyin sodir bo'ladi.

12. Stress kontsentratsiyasining ta'siri

Qismning konturidagi keskin o'zgarishlar yoki ichki uzilishlar (masalan, teshiklar, qo'shimchalar, yoriqlar va boshqalar) stress kontsentratsiyasining manbalariga aylanishi mumkin, bu esa charchoqni buzish jarayonini tezlashtiradi.

 

 

V Charchoq egri chiziqlarini aniqlash usullari

Charchoq egri chiziqlarini, xususan, SN egri chizig'ini aniqlash usuli tsiklik stress yoki kuchlanish ostida materiallarning charchoq ko'rsatkichlarini baholashda hal qiluvchi yondashuv hisoblanadi.

 

1. Test maqsadi va shartlarini aniqlash

Sinov qilinadigan materialning turini, kuchlanish darajalari oralig'ini, chastotani va boshqa parametrlarni aniq belgilang.

Charchoqni tekshirish mashinasi kabi tegishli sinov uskunasini tanlang va uni sinov talablariga muvofiq sozlang va sozlang.

2. Namunalarni tayyorlash

Tegishli standartlar va sinov talablari asosida talablarga javob beradigan namunalarni tayyorlang.

Namunalarning o'lchamlari, og'irligi va boshqa parametrlarini aniq o'lchang va yozib oling.

3. Namunalarni o'rnatish

Namuna o'qi va yuklash o'qi o'rtasida mos kelishini ta'minlab, charchoqni tekshirish mashinasiga o'rnating.

Maxsus moslamalar yoki qurilmalarni talab qiladigan sinovlar uchun ularni talablarga muvofiq o'rnating va sozlang.

4. Sinov parametrlarini o'rnatish

Sinov maqsadi va shartlariga asoslanib, yuklanish to'lqin shaklini (masalan, sinus to'lqin, kvadrat to'lqin), yuk darajasini, chastotani va boshqa parametrlarni o'rnating.

Haqiqiy ish sharoitlarini taqlid qilishi kerak bo'lgan sinovlar uchun harorat va namlik kabi mos keladigan atrof-muhit parametrlarini o'rnating.

5. Sinovni boshlash va ma'lumotlarni yozib olish

Sinov mashinasini ishga tushiring va tsiklik yuklashni boshlang.

Sinov paytida har bir tsikl uchun yuk, joy almashish va vaqt kabi ma'lumotlarni yozib oling.

Namunaning deformatsiyasini va ishdan chiqishini kuzatib boring va charchoq buzilishlarining soni va shakllarini o'z vaqtida yozib oling.

6. SN egri chizig'ini chizish

Sinov ma'lumotlariga asoslanib, gorizontal o'q sifatida kuchlanish darajasi (S) va vertikal o'q sifatida charchoq muddati logarifmi (N, ya'ni tsikllar soni) bilan SN egri chizig'ini tuzing.

SN egri chizig'i odatda uchta bo'limdan iborat: past davrli charchoq mintaqasi, cheklangan umr charchoq mintaqasi va yuqori tsiklli charchoq mintaqasi. Ushbu bo'limlarni test ma'lumotlariga ko'ra ajratish va etiketlash mumkin.

7. Ma'lumotlarni tahlil qilish va sharhlash

SN egri chizig'i ma'lumotlarini tahlil qiling, jumladan, qiyalik va kesishish kabi parametrlarni hisoblash va taqqoslash.

SN egri chizig'ining shakli va parametrlariga asoslanib, materialning charchoq ko'rsatkichlari va umr ko'rish xususiyatlarini sharhlang.

Charchoq etishmovchiligining mexanizmlari va ta'sir etuvchi omillarini tahlil qilish uchun materialning mikro tuzilishi va kimyoviy tarkibi haqidagi ma'lumotlarni birlashtiring.