1. Zmniejsz koncentrację naprężeń Punkt koncentracji naprężeń źródła pęknięć zmęczeniowych na złączu spawanym i konstrukcji oraz wszelkie środki eliminujące lub zmniejszające koncentrację naprężeń mogą poprawić wytrzymałość zmęczeniową konstrukcji.
(1) Przyjmij rozsądną formę strukturalną
① Preferowane są złącza doczołowe, a połączenia zakładkowe nie są stosowane tak często, jak to możliwe;W ważnych konstrukcjach złącza w kształcie litery T lub narożniki zamienia się na złącza doczołowe, tak aby spoiny unikały narożników;w przypadku stosowania połączeń w kształcie litery T lub połączeń narożnych, oczekuje się stosowania spoin doczołowych z pełnym przetopem.
② Staraj się unikać projektowania obciążenia mimośrodowego, aby siła wewnętrzna elementu mogła być przenoszona płynnie i równomiernie, bez powodowania dodatkowych naprężeń.
③Aby ograniczyć nagłą zmianę przekroju, gdy grubość lub szerokość płyty znacznie się różni i należy ją zadokować, należy zaprojektować delikatną strefę przejściową;ostry narożnik lub narożnik konstrukcji należy wykonać w kształcie łuku, a im większy promień krzywizny, tym lepiej.
④Unikaj spoin trójstronnych przecinających się w przestrzeni, staraj się nie umieszczać spoin w obszarach koncentracji naprężeń i staraj się nie umieszczać spoin poprzecznych na głównych cięgnach;jeżeli jest to nieuniknione, należy zapewnić jakość wewnętrzną i zewnętrzną spoiny oraz zmniejszyć czoło spoiny.koncentracja stresu.
⑤W przypadku spoin doczołowych, które można spawać tylko z jednej strony, w ważnych konstrukcjach nie wolno umieszczać podkładek z tyłu;unikaj stosowania spoin przerywanych, ponieważ na początku i na końcu każdej spoiny występuje duża koncentracja naprężeń.
(2).Prawidłowy kształt spoiny oraz dobra jakość spoiny wewnątrz i na zewnątrz
① Pozostała wysokość spoiny doczołowej powinna być jak najmniejsza i najlepiej jest ją wygładzić (lub przeszlifować) po spawaniu, nie pozostawiając żadnej resztkowej wysokości;
② W przypadku połączeń w kształcie litery T najlepiej stosować spoiny pachwinowe o powierzchniach wklęsłych, bez spoin pachwinowych z wypukłościami;
③ Stopa na styku spoiny z powierzchnią metalu rodzimego powinna przebiegać płynnie, a stopa powinna być szlifowana lub w razie potrzeby przetapiana łukiem argonowym, aby zmniejszyć koncentrację naprężeń w tym miejscu.
Wszystkie wady spawalnicze charakteryzują się różnym stopniem koncentracji naprężeń, a zwłaszcza wady spawów płatkowych, takie jak pęknięcia, niepenetracje, niestopienia i wgryzania krawędzi, itp., mają największy wpływ na wytrzymałość zmęczeniową.Dlatego w projektowaniu konstrukcji należy zadbać o to, aby każda spoina była łatwa do zespawania, aby ograniczyć wady spawalnicze, a wady przekraczające normę należy usunąć.
2.Dostosuj naprężenie szczątkowe
Resztkowe naprężenia ściskające na powierzchni elementu lub koncentracja naprężeń mogą poprawić wytrzymałość zmęczeniową konstrukcji spawanej.Przykładowo, dostosowując kolejność spawania i lokalne nagrzewanie, można uzyskać pole naprężeń szczątkowych sprzyjające poprawie wytrzymałości zmęczeniowej.Ponadto można również zastosować wzmocnienie odkształcenia powierzchni, takie jak walcowanie, kucie lub śrutowanie, aby spowodować odkształcenie plastyczne i stwardnienie powierzchni metalu oraz wytworzyć szczątkowe naprężenia ściskające w warstwie powierzchniowej, aby osiągnąć cel poprawy wytrzymałości zmęczeniowej.
Szczątkowe naprężenie ściskające w górnej części karbu można uzyskać poprzez jednorazowe wstępne rozciąganie elementu karbowanego.Dzieje się tak dlatego, że znak naprężenia szczątkowego karbu po odciążeniu sprężystym jest zawsze przeciwny do znaku naprężenia karbowego podczas obciążenia (elastoplastycznego).Ta metoda nie jest odpowiednia w przypadku przeciążenia zginającego lub wielokrotnego obciążenia rozciągającego.Często łączy się go z testami akceptacji konstrukcji, takimi jak zbiorniki ciśnieniowe do testów hydraulicznych, może odgrywać rolę rozciągania przed przeciążeniem.
3.Poprawia strukturę i właściwości materiału
Przede wszystkim należy wziąć pod uwagę poprawę wytrzymałości zmęczeniowej metalu nieszlachetnego i metalu spoiny, biorąc pod uwagę wewnętrzną jakość materiału.Należy poprawić jakość metalurgiczną materiału, aby zmniejszyć zawartość w nim wtrąceń.Ważne komponenty mogą być wykonane z materiałów pochodzących z procesów wytapiania, takich jak topienie próżniowe, odgazowywanie próżniowe, a nawet przetapianie elektrożużlowe, aby zapewnić czystość;Trwałość zmęczeniową stali zbożowej można poprawić poprzez rafinację w temperaturze pokojowej.Najlepszą mikrostrukturę można uzyskać poprzez obróbkę cieplną, a plastyczność i wytrzymałość można poprawić, jednocześnie zwiększając wytrzymałość.Martenzyt hartowany, martenzyt niskowęglowy i niższy bainit mają wyższą odporność zmęczeniową.Po drugie, wytrzymałość, plastyczność i wytrzymałość powinny być odpowiednio dobrane.Wytrzymałość to odporność materiału na pękanie, ale materiały o wysokiej wytrzymałości są wrażliwe na nacięcia.Główną funkcją plastyczności jest to, że poprzez odkształcenie plastyczne można absorbować pracę odkształceniową, redukować szczyt naprężeń, redystrybuować duże naprężenia, pasywować wierzchołki karbu i pęknięcia oraz łagodzić lub nawet zatrzymywać rozszerzanie się pęknięć.Plastyczność może zapewnić siłę pełnej gry.Dlatego w przypadku stali o wysokiej wytrzymałości i stali o ultrawysokiej wytrzymałości próba niewielkiej poprawy plastyczności i wytrzymałości znacznie poprawi jej odporność zmęczeniową.
4.Specjalne środki ochrony
Erozja w środowisku atmosferycznym często ma wpływ na wytrzymałość zmęczeniową materiałów, dlatego korzystne jest zastosowanie określonej powłoki ochronnej.Na przykład, praktyczną metodą ulepszenia jest powlekanie warstwy tworzywa sztucznego zawierającej wypełniacze przy stężeniu naprężeń.
Czas publikacji: 27 czerwca 2023 r