با دیدن عنوان، برخی از مردم ممکن است بپرسند: چگونه یک پیچ و مهره، ساخته شده از قطعات فلزی، می تواند احساس خستگی کند؟ در واقع، هنگامی که پیچ و مهره های ساخته شده از فولاد کربن برای محصولات مورد نیاز ما تولید می شود، اگر برخی از پارامترهای فنی و خواص مکانیکی از ابتدا نتوانند الزامات را برآورده کنند، در طول استفاده مداوم، به تدریج در طول زمان به مناطق محلی خود نیرو وارد می کنند. هنگامی که این نیرو به نقطه بحرانی می رسد، ترک های ریز در پیچ ظاهر می شود. ایجاد چنین ترک هایی تنها اولین مرحله خستگی است. هنگامی که تعداد چرخه ها به حد معینی برسد، ترک ها مستقیماً منجر به شکستگی می شوند. این پدیده و نتیجه خستگی پیچ و مهره است.
پس چرا انجام دهیدپیچ و مهره فولاد کربنیخستگی را تجربه کنید؟ آیا این درست است که پیچ و مهره های با استحکام بالاتر بیشتر مستعد خستگی هستند؟ اولاً، خستگی پیچ و مهره ارتباط مستقیمی با خود استحکام ندارد. فقط پیچ و مهره های معمولی نیاز به استحکام کمتری دارند، بنابراین محیط کاربرد آنها باعث ایجاد خستگی بیش از حد بر روی آنها نمی شود. با این حال، محیط کاربردی پیچ و مهرههای با استحکام بالا الزامات خاصی برای عملکرد کششی دارد که بهطور نامرئی اثر خستگی روی پیچها را افزایش میدهد. بنابراین، بیشتر خستگی پیچ و مهره ای که در زندگی روزمره با آن مواجه می شویم، شامل می شودپیچ و مهره های{0}}با استحکام بالا، اما این بدان معنا نیست که پیچهای معمولی خستگی را تجربه نمیکنند-بلکه نیازهای ما برای پیچهای معمولی هنگام استفاده از آنها زیاد نیست.
بیایید بیشتر به علت خستگی پیچ و مهره نگاه کنیم: این تغییر تنش موضعی در حین استفاده چرخه ای است که باعث می شود درجاتی از آسیب به نقاط ضعف پیچ و در نهایت ایجاد شکاف ایجاد شود. بنابراین فرآیند باید به این صورت باشد: ابتدا استرس نقاط ضعف پیچ را از بین می برد، سپس باعث ایجاد ترک در پیچ می شود. پس از مدتی، ترک ها بزرگتر و بزرگتر می شوند. در یک نقطه بحرانی خاص، پیچ به طور ناگهانی میشکند. پس از تجزیه و تحلیل طولانی مدت، متوجه شدیم که چنین تنش خستگی به نیروی خارجی زیادی برای ایجاد نیاز ندارد. گاهی اوقات تنش ایجاد شده روی پیچ بسیار کمتر از مقاومت تسلیم پیچ است. بنابراین پس از شکستگی پیچ و مهره در اثر خستگی، به هیچ وجه علائم تغییر شکل یا خمش ناشی از نیروهای خارجی روی سطح شکستگی دیده نمی شود.
بر اساس تجزیه و تحلیل فوق، میتوانیم برخی از فرآیندهای ساخت اولیه را برای کمک به پیچها در برابر خستگی تنظیم کنیم. بیایید به یک نمودار نگاه کنیم:
نمودار بالا ساختار نخ را نشان می دهد. می توانیم فاصله بین رشته ها را با زاویه R ایجاد کنیم. از آنجایی که شکستگیهای ناشی از خستگی بیشتر در ریشههای نخ و ناحیه زیر سر پیچ اتفاق میافتد، تنظیم برخی از فرآیندهای تولید نخ میتواند به طور موثری از خستگی جلوگیری کند. ما می توانیم آن را با موضوعات معمولی مقایسه کنیم:
مورد فوق یک نخ معمولی است که در آن یک زاویه قائم بین دندانه های نخ ایجاد می شود. این زاویه راست مستقیماً به تغییرات تنش پاسخ میدهد، بنابراین چنین نخهای زاویهای{1}} مستعد شکستگی ناشی از خستگی هستند. همانطور که قبلاً تجزیه و تحلیل شد، علاوه بر رزوه ها، ناحیه زیر سر پیچ نیز یک ناحیه{3}}خطر بالایی برای شکستگی ناشی از خستگی است. بیایید به نمودار نگاه کنیم:
با پیروی از همان اصل زاویه R برای رزوه ها، می توانیم یک زاویه R را در محدوده مجاز در محل اتصال سر پیچ و رزوه ماشینکاری کنیم.
