Součinitel napětí
Součinitel napětí R je podíl minimálního napětí σ_min a maximálního napětí σ_max při cyklickém zatížení. Charakterizuje střední napětí: R = -1 znamená čistě střídavé zatížení, R = 0 znamená čistě míjivé tahové zatížení. U svařovaných součástí zvyšují vlastní pnutí lokální R a snižují únavovou pevnost.
Fyzikálně-chemický mechanismus účinku
Při cyklickém zatížení napětí periodicky kolísá mezi horní hodnotou σ_max a dolní hodnotou σ_min. Poměr napětí R = σ_min / σ_max (s znaménkem) popisuje, jak silně toto kolísání leží kolem středního napětí. Je-li R záporné, napětí mění směr (střídavý tah-tlak). Je-li R nulové nebo kladné, napětí zůstává v oblasti tahu nebo tlaku. Čím větší je R, tím vyšší je střední napětí při stejné amplitudě. To urychluje růst únavových trhlin, protože špičky trhlin jsou méně odlehčovány.
Metalurgický význam a rizika při svařování
Svary obsahují po ochlazení vysoká tahová vnitřní pnutí, která mohou být blízko meze kluzu. Tato vnitřní pnutí se superponují s provozním zatížením. Tím se místní poměr napětí ve svaru výrazně posune nahoru. I když je součást vnější zkoušena s R = -1, kritická oblast svaru často kmitá s R ≈ 0,3 až 0,5. To výrazně snižuje únavovou pevnost. Pokud se skutečné místní R podcení, dochází předčasně k trhlinám na přechodech svarů, zejména u vysoce pevných ocelí nebo tlustých plechů.
Dílenská praxe a pokyny
Vždy určujte poměr napětí ze skutečného průběhu zatížení na součásti, ne z idealizovaných předpokladů. Pro svařované konstrukce bez odstranění vnitřních pnutí použijte v výpočtu životnosti minimálně R = 0,5, i když vnější zatížení střídá. Snižte místní tahové špičky broušením přechodů svarů, kuličkováním nebo TIG dokončením. Tím snížíte střední napětí a účinné R. U kritických dílů měřte vnitřní pnutí rentgenograficky nebo odvrtávací metodou, abyste určili skutečné R.