Tvarový součinitel
Tvarový součinitel je poměr maximálního napětí u vrubu k nominálnímu napětí v nerušeném průřezu. Ukazuje, jak moc geometrická porucha zvyšuje napětí. Vysoký tvarový součinitel znamená vysoké špičky napětí a tím zvýšené riziko trhlin.
Fyzikálně-chemický mechanismus účinku
Na vrubu se siločáry zhustí. Napětí lokálně výrazně vzroste. Součinitel tvaru (αK) = maximální napětí ve vrubu / jmenovité napětí. Je to čistě geometrická veličina. Závisí pouze na poloměru vrubu, hloubce vrubu a tvaru součásti, ne na materiálu. Příklad: Hřídel s ostrým vrubem má součinitel tvaru 3 až 5, hladká hřídel má součinitel tvaru 1.
Metalurgický význam a rizika při svařování
Svary vytvářejí přirozené vruby: přechod svaru, kořenový vrub, zápalný vrub, póry nebo struskové vměstky. Vysoký součinitel tvaru zvyšuje lokální napětí. Může překročit mez kluzu. Pak vznikají mikrotrhliny. U houževnatého materiálu se napětí uvolní deformací. U křehké struktury (martenzit) součást okamžitě praskne. Zvláště nebezpečné: únava a studené trhliny.
Praxe v dílně a pokyny
Snížte součinitel tvaru na každém vrubu. Vybruste přechody svarů hladce a bez vrubů. Vyhněte se zápalným vrubům a prudkým změnám průřezu. Zkontrolujte kritická místa kapilární nebo magnetickou práškovou metodou. Při dynamickém zatížení: přechod svaru zabruste s poloměrem nejméně 2 mm. Cíl: snížit součinitel tvaru pod 1,5. To může zvýšit životnost o faktor 3 až 10.