Spanningsverhouding
Die spanningsverhouding R is die kwosiënt van die minimum spanning σ_min en die maksimum spanning σ_max van 'n wisselbelasting. Dit kenmerk die gemiddelde spspanningstoestand: R = -1 beteken suiwer wisselbelasting, R = 0 beteken suiwer trekstootbelasting. In gesweisde komponente verhoog eiespannings die plaaslike R en verlaag die draagbare wisselsterkte.
Fisies-chemiese werkingsmeganisme
By 'n wisselbelasting skommel die spanning periodiek tussen 'n boonste waarde σ_max en 'n onderste waarde σ_min. Die spanningsverhouding R = σ_min / σ_max (met teken) beskryf hoe sterk hierdie skommeling om die gemiddelde spanning lê. As R negatief is, wissel die spanning van rigting (trek-druk-wissel). As R nul of positief is, bly die spanning in die trek- of drukgebied. Hoe groter R word, hoe hoër lê die gemiddelde spanning by dieselfde skommelwydte. Dit dryf die groei van vermoeidheidskrake aan, omdat die kraakpunte minder ontlas word.
Metallurgiese relevansie & risiko's by sweiswerk
Sweisnaden bevat na afkoeling hoë trek-eiespanninge wat naby aan die vloeigrens kan lê. Hierdie eiespanninge oorlê met die bedryfslas. Daardeur verskuif die plaaslike spanningsverhouding in die sweisnaad aansienlik opwaarts. Selfs as 'n komponent uiterlik met R = -1 getoets word, skommel die kritiese naadarea dikwels met R ≈ 0,3 tot 0,5. Dit verlaag die vermoeidheidsgrens aansienlik. Word die werklike plaaslike R onderskat, kom daar voortydig krake by sweisnaadoorgange, veral by hoësterkte staal of dik plate.
Werkplaas praktyk & handelingsinstruksies
Bepaal altyd die spanningsverhouding uit die werklike lasopeenvolging op die komponent, nie uit geïdealiseerde aannames nie. Vir gelaste konstruksies sonder eiespanningsverligting, gebruik in die lewensduurberekening ten minste R = 0,5, selfs as die uitwendige las wissel. Verminder plaaslike trek-spanningspieke deur die naadoorgange oor te skuur, kogeltestraling of TIG-nabehandeling. So verlaag jy die gemiddelde spanning en die effektiewe R. Meet by kritiese dele die eiespanninge röntgenografies of met die boorgatmetode om die werklike R te bepaal.