04134329357

خرابیهای ناشی از خستگی

خستگی

خرابیهای ناشی از خستگی

خستگی را اغلب متداولترین مکانیزم مسئول خرابی حین کار وسایل مکانیکی می شناسند.

خستگی بطور کلی شامل جوانه زدن و توسعه ترکهای به ظاهر ترد شده تحت بارگذاری نوسانی در تنشهای برخوردار از مقادیر قله ای کمتر از استحکام کششی ماده می باشد.

شناسایی شکست ناشی از خستگی

بر روی سطح یک شکستگی ویزگیهایی که خستگی را مکانیزم مسئول شکست معرفی میکند شامل MULTIPLE ORIGINS و  RACHET MARKS و BEACH MARKS خراشه های شکستگی و نواحی ساییده شده هموارد می باشند.

از این پنج ویژگی خراشه ها، مطمئن ترین نشانه خستگی می باشد.

مکانیزم های شکست های ناشی از خستگی

خستگی، از معکوس شدن کرنش پلاستیکی در بلور های فلزی ناشی میشود. اگر اعمال کرنش پلاستیکی به مناطق خرد مقیاس یا فروتر از خرد مقیاس جزئی که در سایر مناطق بطور الاستیک تحت تنش است محدود گردد؛ احتمال ظهور یک ترک منفرد که از نقطه بیشترین تنش موضعی و کمترین استحکام موضعی در سراسر سازه سرچشمه گرفته است، وجود دارد.

ترک خستگی اغلب از ساختارهای متمرکز کننده تنش کلان مقیاس نظیر شکافها، سوراخها، پیوندگاه ها، تغییرات در ضخامت مقطع و انفصالات مادی آغاز می گردد.

علاوه بر این صمات ناشی از کار مانند آثار ضرب کندگیها، چاله های ناشی از خوردگی اغلب تنش موضعی را به حد کافی که بتوان به آغاز ترکهای خستگی بیانجامد بالا خواهد برد.

خستگی کم چرخه

تغییرات تناوبی فشاری و گرمایی در طول راه اندازی و از کار اندازی متداولترین علت خرابیهای ناشی از خستگی کم چرخه می باشند.

آن دسته از عوامل طراحی که کرنش را متمرکز می سازد هم خستگی کم چرخه و هم بر خستگی پر چرخه تاثیر میگذارد لذا اثر آن بطور کامل یکسان نمی باشد.

زمانی که تنشهای کاری به حد کافی بتواند به خستگی کم تنش بیانجامد، بالا باشد حضور یک عامل تشدید کننده تنش اغلب باعث می گردد که شکست در نخستین چرخه باری اتفاق بیافتد.

خستگی حرارتی

ممکن است به خرابی های کم چرخه یا پر چرخه نتجر شود. خستگی حرارتی کم چرخه بطور معمول با کرنشهای پلاستیکی بزرگ در ارتباط است.

اغلب توسط تغییرا بزرگ در دما یا اختلاف زیاد بین انبساط گرمایی دو عضو ساختمانی بوجود می آید.

اگر تغییری در دما بویژه شدید و در ضمن سریع بروز نماید آنرا ضربه حرارتی می نامند. خرابیهای ناشی از ضربه حرارتی به طور کلی ده یا شماری کمتر از چرخه های گرمایی اتفاق می افتد. پاره ای از این اوقات هنگامی که ماده شکننده است ای شمار ممکن است تنها یک چرخه باشد.

خستگی حرارتی پر چرخه اغلب از خیس شدن متناوب یک سطح داغ توسط مایعی با دمای عمدتا کمتر ناشی می گردد که در چنین مواردی سطح خیس شده بطور سریع منقبض می شود. حال آنکه انقباض واقع در زیر سطح این چنین نیست. این موضوع باعث ایجاد تنشهای کششی دو محوری در سطح خیس شده می شود و با جذب گرما توسط آب و تبخیر آن دما سطح به مقدار پیشین خود بر می گردد و تنشهای سطحی کاهش می یابد و پس از شماری کافی از چرخه های گرمایی شبکه ای از ترکها روی سطح پدیدار می گردد و نهایتا شماری از ترکهای سطحی ناشی از خستگی حرارتی ممکن است توسط خستگی یا مکانیزمی دیگر آنچنانکه به عنوان خرابیهای چند حالته در کل ضخامت توسعه یابد.