1. Nini Fastener Fatigue Failure
Kushindwa kwa uchovu ni tofauti kabisa na fracture ya static tensile. Kuvunjika tuli hutokea wakati mzigo wa mara moja unazidi kikomo cha nyenzo. Kushindwa kwa uchovu hutokea wakati bolts zinakabiliwa na mizigo ya mara kwa mara ya mzunguko kwa muda mrefu. Nyufa ndogo huanzia kwenye maeneo ya mkusanyiko wa mafadhaiko, huendelea kukua, na bolt huvunjika ghafla mara sehemu iliyobaki haiwezi kuhimili mzigo. Aina hii ya kutofaulu kawaida huonekana baada ya kifaa kufanya kazi kwa muda. Mtihani wa nguvu ya mvutano hupita wakati wa ukaguzi unaoingia, lakini kushindwa kwa kundi hutokea baada ya ufungaji. Ni sababu ya mara kwa mara ya malalamiko kutoka kwa wasimamizi wa ng'ambo na wateja wa mwisho.
2. Matukio ya hatari kubwa na Maeneo ya Kuvunjika kwa Kushindwa kwa Uchovu
2.1 Maombi ya Kawaida
Minara ya turbine ya upepo na viunganishi vya blade, vidhibiti vya mikanda, vilisha vibrating, vipondaji, mikusanyiko ya pampu na vifaa vingine vyenye mtetemo wa mzunguko unaoendelea. Viungo vya bolt vinaendelea kubeba mizigo inayopishana.
2.2 Mambo ya Kawaida ya Kuanzisha Ufa
Mzizi wa uzi (mzizi wa kwanza wa uzi uliounganishwa karibu na nati, chanzo cha ufa kinachojulikana zaidi)
Radi ya minofu kati ya kichwa cha bolt na shank
Thread kukimbia nje na groove misaada Mzizi thread huunda notch kijiometri, ambayo inajenga mkusanyiko stress. Mkazo wa ndani hapa ni wa juu zaidi kuliko mwili mkuu wa bolt chini ya mzigo huo, hivyo nyufa za uchovu huanza kwa urahisi.
3. Makosa ya Juu ya Ununuzi: Angalia tu Nguvu ya Mkazo, Kutoelewa Nguvu ya Uchovu
Wahandisi wengi wa ununuzi huthibitisha tu daraja la bolt na nguvu ya kustahimili, na kuchukua boliti zilizo na programu za mtetemo zinazostahiki. Hili ndilo kosa kuu. Nguvu ya mkazo huonyesha uwezo tuli wa mzigo. Nguvu ya uchovu huamua upinzani dhidi ya mizigo ya mtetemo inayorudiwa ya mzunguko . Boliti zilizo na kiwango sawa cha mvutano zinaweza kuwa na maisha tofauti ya uchovu, kulingana na mchakato wa kusokota nyuzi, radius ya mizizi, matibabu ya joto na kasoro za uso. Hata boli za daraja la 8.8 na 10.9 zenye nguvu ya juu zitapasuka kwa uchovu haraka chini ya mtetemo unaoendelea ikiwa mzizi wa uzi ni mkali, wenye mikunjo ya kukunja au kasoro za uondoaji mkabu.
3.1 Ufafanuzi wa Msingi wa Nguvu ya Uchovu
Nguvu ya uchovu (kikomo cha uchovu) ni mkazo wa juu zaidi ambao nyenzo inaweza kuhimili kwa idadi isiyo na kikomo ya mizunguko ya mzigo inayopishana bila kuvunjika. Sio vifaa vyote vina kikomo cha uchovu wazi. Chuma cha kaboni na chuma cha aloi kwa ujumla huwa na kikomo cha uchovu. Baadhi ya chuma cha pua na aloi za joto la juu hazina kikomo cha uhakika. Sekta kwa kawaida hufafanua nguvu za uchovu za masharti : thamani ya mkazo bila kuvunjika baada ya hesabu maalum ya mzunguko, kwa kawaida mizunguko 10⁷. Hii ndiyo thamani utakayopata kwenye vyeti vingi vya majaribio ya kufunga. Kwa kifupi: nguvu ya mvutano = kuhimili mzigo mmoja mkubwa wa tuli; nguvu ya uchovu = kuhimili maelfu au mamilioni ya mizunguko ya mtetemo unaorudiwa.
3.2 Jinsi ya Kusoma Data ya Nguvu ya Uchovu kwenye MTC na Ripoti za Mtihani
Uwiano wa hali ya kupakia na mfadhaiko R Jaribio la uchovu wa mvutano wa axial ni kawaida kwa vifunga. Uwiano wa mkazo R = dhiki ya chini zaidi / mkazo wa juu zaidi. R mabadiliko na hali ya kazi. R=0 inamaanisha mizunguko ya upakiaji kutoka sifuri hadi thamani ya kilele; R>0 inamaanisha boliti hukaa chini ya mvutano huku mzigo ukibadilikabadilika. Boliti za turbine ya upepo mara nyingi hujaribiwa kwa R=0.1. Nguvu za uchovu hutofautiana kwa kasi chini ya thamani tofauti za R. Data iliyojaribiwa kwa R=0 haiwezi kutumika moja kwa moja kwa R=0.1 hali ya huduma.
Hesabu ya mzunguko Dokezo la kawaida: 500MPa @ 10⁷ mizunguko. Inamaanisha kuwa boliti ilinusurika kwenye mizunguko milioni 10 ya mizigo inayopishana bila kuvunjika chini ya uwiano huu wa dhiki. Haihakikishi kuvunjika mara moja mara tu mkazo unapozidi thamani hii, lakini hatari ya kushindwa huongezeka sana. Shimo la kawaida: wanunuzi huzingatia tu nambari ya MPa na kupuuza hesabu ya mzunguko na uwiano wa mafadhaiko.
Aina ya sampuli ya mtihani
Sampuli ya upau laini: inaonyesha tu sifa ya uchovu wa nyenzo. Thamani hii haiwezi kutumika kama nguvu ya uchovu wa bolts zilizokamilishwa.
Mtihani wa kufunga uliokamilika: jaribu kwenye bolts kamili na nyuzi na fillet ya kichwa. Hii ndiyo data halali inayokubaliwa na wakaguzi na wasimamizi. Jiometri ya thread na kasoro za utengenezaji zitapunguza utendaji wa uchovu kwa kiasi kikubwa. Data ya upau wa nyenzo inaweza kuonekana nzuri, ilhali boli zilizokamilishwa hazifanyi kazi mapema.
Vigezo vya kukubalika Viwango ikiwa ni pamoja na ISO, ASTM, EN na EN 14399 kwa boli za miundo huweka mahitaji ya wazi ya uchovu. Vipimo vingi vinahitaji vielelezo vingi kwa kila kundi, hakuna mivunjiko ya mapema, na eneo linalodhibitiwa la mipasuko.
3.3 Mambo Muhimu Yanayoathiri Nguvu ya Uchovu
Utengenezaji wa nyuzi: uzi ulioviringishwa unashinda uzi uliokatwa. Nyuzi zilizoviringishwa huleta mafadhaiko ya mabaki ya kubana kwenye mzizi
Radi ya mizizi ya thread: radius kubwa hupunguza mkusanyiko wa dhiki na inaboresha nguvu za uchovu; mzizi mkali husababisha kushuka kwa kasi kwa uchovu
Matibabu ya joto: sare hasira microstructure; decarburization juu ya uso hupunguza sana utendaji wa uchovu
Hali ya uso: mikwaruzo, mizunguko, mashimo ya kutu na uwekaji wa hidrojeni kama sehemu za kuanzisha ufa.
Upakiaji wa mapema: upakiaji sahihi hupunguza amplitude ya dhiki mbadala; upakiaji usiotosha huongeza mabadiliko ya mzigo na kuharakisha uharibifu wa uchovu
4. Mambo Yanayoongeza Uchovu Kushindwa
Upakiaji usiotosha: Hasara ya upakiaji husababisha kutengana kwa viungo chini ya mtetemo, mabadiliko makubwa ya mzigo na ukuaji wa haraka wa ufa.
Kupanga vibaya wakati wa mkusanyiko: Dhiki ya ziada ya kupinda huongeza mkusanyiko wa dhiki
Kutu: Mashimo ya kuchimba hufanya kama asili ya nyufa; kutu pamoja na vibration hupunguza sana maisha ya uchovu
Kasoro za utengenezaji wa nyuzi: Mikunjo ya kusongesha, radius ndogo ya mizizi, microcracks ya uso
Kulegea: Mtetemo husababisha upotevu unaoendelea wa upakiaji na kupanda kwa dhiki mbadala
5. Mwongozo wa Uteuzi na Mkusanyiko wa Maombi ya Mtetemo
5.1 Uchaguzi wa Kifunga
Pendelea boli na nyuzi zilizoviringishwa . Nyuzi zilizoviringishwa zina radii ya mizizi laini na mkusanyiko wa chini wa mkazo. Zipa kipaumbele bidhaa zinazotolewa na ripoti za mtihani wa uchovu wa bolt uliokamilika . Thibitisha uwiano wa dhiki kila wakati, idadi ya mizunguko na aina ya sampuli badala ya kuangalia nguvu za mkazo pekee. Kwa hali ya mtetemo wa juu, linganisha suluhu zinazofaa za kuzuia kulegea ili kupunguza upotevu wa upakiaji mapema.
5.2 Udhibiti wa Bunge
Kaza sawasawa kwa torque maalum ili kudhibiti upakiaji mapema, epuka kukaza kidogo au kukaza kupita kiasi.
Hakikisha upatanisho ili kuzuia mkazo wa ziada wa kupinda kwenye bolts
Ratibu ukaguzi wa mara kwa mara wa kukaza tena kwa vifaa vinavyoendelea kutetemeka
Weka mipako inayofaa katika mazingira yenye ulikaji ili kuepuka nyufa za uchovu zinazosababishwa na shimo
6. Maswali Yanayoulizwa Mara kwa Mara
Q1: Nguvu ya mvutano imehitimu, kwa nini bolt huvunjika baada ya mtetemo? A1:Nguvu ya mkazo hutathmini tu mzigo wa mwisho tuli. Kushindwa kwa uchovu hutokana na uharibifu unaoongezeka chini ya mizigo inayopishana. Nguvu inayostahiki ya mvutano haihakikishi upinzani wa kutosha wa uchovu kwa huduma ya mtetemo.
Q2: Ni pointi gani ninapaswa kuangalia kwa nguvu ya uchovu kwenye ripoti za mtihani? A2:Vitu vitatu vya msingi: 1. Ilijaribiwa kwenye bolts zilizokamilishwa, sio baa laini. 2. Uwiano wa Stress R unalingana na hali yako halisi ya kufanya kazi. 3. Hesabu ya mzunguko inayolingana. Thamani sawa ya MPa yenye thamani tofauti za R haiwezi kubadilishana.
Q3: Ni sifa gani za uso wa kuvunjika kwa uchovu? A3:Kwa kawaida unaweza kuona eneo laini la uenezaji wa nyufa na eneo mbovu la mwisho la mpasuko, ambalo ni tofauti na sehemu mbovu kabisa ya kukatika kwa mvutano wa mara moja.
Q4: Je, bolts za kawaida zinaweza kuchukua nafasi ya bolts za turbine ya upepo moja kwa moja? A4: Uingizwaji wa moja kwa moja haupendekezi. Utumizi wa turbine ya upepo unahitaji udhibiti mkali zaidi kwenye mizizi ya nyuzi, matibabu ya joto, NDT na utendaji wa uchovu. Boliti za kawaida za kawaida hazina ukingo wa kutosha wa uchovu.
