Съотношение на напреженията
Съотношението на напреженията R е частното от минималното напрежение σ_min и максималното напрежение σ_max при циклично натоварване. То характеризира състоянието на средното напрежение: R = -1 означава чисто променливо натоварване, R = 0 означава чисто пулсиращо опънно натоварване. При заварени детайли собствените напрежения повишават локалното R и намаляват поносимата якост на умора.
Физико-химичен механизъм на действие
При вибрационно натоварване напрежението периодично се колебае между горна стойност σ_max и долна стойност σ_min. Съотношението на напреженията R = σ_min / σ_max (със знак) описва колко силно е това колебание около средното напрежение. Ако R е отрицателно, напрежението сменя посоката си (опън-натиск). Ако R е нула или положително, напрежението остава в областта на опън или натиск. Колкото по-голямо става R, толкова по-високо е средното напрежение при еднаква амплитуда на колебанието. Това ускорява растежа на умористични пукнатини, защото върховете на пукнатините се разтоварват по-малко.
Металургична значимост и рискове при заваряване
След охлаждане заваръчните шевове съдържат високи остатъчни напрежения на опън, които може да са близо до границата на провлачане. Тези остатъчни напрежения се наслагват с работното натоварване. По този начин локалното съотношение на напреженията в заваръчния шев се измества значително нагоре. Дори когато един детайл външно се изпитва с R = -1, критичната зона на шева често се колебае с R ≈ 0,3 до 0,5. Това намалява значително границата на умора. Ако истинското локално R се подцени, се стига до преждевременни пукнатини в преходите на заваръчния шев, особено при високоякостни стомани или дебели листове.
Практика в цеха и указания за действие
Определяй съотношението на напреженията винаги от действителната последователност на натоварване на детайла, а не от идеализирани предположения. За заварени конструкции без отстраняване на остатъчните напрежения при изчисляване на живота приемай най-малко R = 0,5, дори когато външното натоварване се променя. Намали локалните пикове на опън чрез шлайфане на преходите на шева, дробеструйна обработка или TIG последваща обработка. Така намаляваш средното напрежение и ефективното R. При критични части измервай остатъчните напрежения рентгенографски или с метода на отвора, за да определиш реалното R.