Eksponen kemiringan
Eksponen kemiringan m menunjukkan kemiringan kurva Wöhler dalam diagram logaritmik ganda. Ini menunjukkan seberapa besar penurunan jumlah siklus beban yang dapat ditahan ketika rentang tegangan meningkat. Nilai m yang besar berarti: bahkan kenaikan tegangan kecil secara drastis memperpendek umur.
Mekanisme aksi fisika-kimia
Kurva Wöhler menggambarkan hubungan antara rentang tegangan Δσ dan jumlah siklus beban yang dapat ditahan N. Dalam representasi logaritmik ganda, ini menjadi garis lurus: log N = log C - m · log Δσ. Eksponen kemiringan m adalah kemiringan garis lurus ini. Ini menunjukkan seberapa sensitif material terhadap perubahan tegangan. Nilai m yang besar berarti garis lurus yang curam: Jika tegangan naik sedikit saja, umur lelah turun drastis. Secara fisik, di baliknya: Tegangan yang lebih tinggi mendorong retakan mikro lebih cepat melalui struktur. Ujung retakan menerima lebih banyak energi per siklus beban, sehingga retakan tumbuh secara tidak proporsional.
Relevansi metalurgi & risiko saat pengelasan
Sambungan las memiliki nilai m yang berbeda dari logam induk telanjang. Nilai tipikal: m = 3 untuk lasan di bawah tegangan normal, m = 5 untuk logam induk. Nilai m yang lebih kecil dari lasan berarti: Umur lelah turun kurang curam saat tegangan naik dibandingkan dengan logam induk. Meskipun demikian, seluruh kurva Wöhler dari lasan terletak jauh lebih rendah. Penyebabnya adalah takikan pada transisi las, tegangan sisa pengelasan, dan perubahan struktur di zona pengaruh panas. Faktor-faktor ini bertindak seperti kerusakan awal. Akibatnya, lasan hanya menahan siklus beban terbatas bahkan pada tegangan rendah. Nilai m yang salah dipilih dalam perhitungan menyebabkan kesalahan penilaian umur lelah yang berbahaya.
Praktik bengkel & instruksi tindakan
Tentukan nilai m yang berlaku dari standar yang valid (misalnya Eurocode 3 untuk konstruksi baja). Gunakan untuk lasan di bawah tegangan normal m = 3, di bawah tegangan geser m = 5. Hitung untuk amplitudo variabel dengan akumulasi kerusakan linier menurut Palmgren-Miner. Turunkan rentang tegangan secara aktif: Setengah dari tegangan memperpanjang umur lelah pada m = 3 dengan faktor 8, pada m = 5 dengan faktor 32. Proses transisi las dengan gerinda atau peleburan ulang TIG untuk mengurangi takikan. Kontrol tegangan sisa pengelasan dengan anil penghilang tegangan atau pelurusan mekanis. Dengan demikian Anda menggeser kurva Wöhler ke atas dan mendapatkan umur lelah.