Įtempimų santykis
Įtempimų santykis R yra mažiausio įtempimo σ_min ir didžiausio įtempimo σ_max santykis esant kintamajai apkrovai. Jis apibūdina vidutinį įtempimų lygį: R = -1 reiškia gryną kintamąją apkrovą, R = 0 – gryną tempimo pulsacinę apkrovą. Suvirintose konstrukcijose vidiniai įtempimai padidina vietinį R ir sumažina atlaikomą ciklinį stiprumą.
Fizikinis-cheminis veikimo mechanizmas
Esant svyruojančiai apkrovai įtampa periodiškai svyruoja tarp viršutinės vertės σ_max ir apatinės vertės σ_min. Įtempių santykis R = σ_min / σ_max (su ženklu) apibūdina, kiek šis svyravimas yra apie vidutinę įtampą. Jei R yra neigiamas, įtampa keičia kryptį (tempimo-gniuždymo kaita). Jei R lygus nuliui arba teigiamas, įtampa išlieka tempimo arba gniuždymo srityje. Kuo didesnis R, tuo aukštesnė vidutinė įtampa esant tokiam pačiam svyravimo pločiui. Tai skatina nuovargio plyšių augimą, nes plyšių viršūnės mažiau atleidžiamos.
Metalurginė reikšmė ir rizika suvirinant
Suvirinimo siūlės po atvėsimo turi didelius liekamuosius tempimo įtempius, kurie gali būti arti takumo ribos. Šie liekamieji įtempiai susideda su eksploatacine apkrova. Dėl to vietinis įtempių santykis suvirinimo siūlėje žymiai pasislenka į viršų. Net jei detalė išoriškai tikrinama su R = -1, kritinė siūlės sritis dažnai svyruoja su R ≈ 0,3 iki 0,5. Tai labai sumažina ilgaamžiškumo ribą. Jei tikrasis vietinis R yra nuvertinamas, anksčiau atsiranda įtrūkimai suvirinimo siūlės perėjimuose, ypač didelio stiprumo plienuose arba storose skardose.
Dirbtuvių praktika ir veiksmų nurodymai
Įtempių santykį visada nustatykite pagal faktinę apkrovos seką detalėje, o ne pagal idealizuotas prielaidas. Suvirintoms konstrukcijoms be liekamųjų įtempių pašalinimo ilgaamžiškumo skaičiavime nustatykite bent R = 0,5, net jei išorinė apkrova kinta. Sumažinkite vietines tempimo įtempių smailes šlifuodami siūlės perėjimus, šratuodami arba atlikdami TIG apdorojimą. Taip sumažinsite vidutinę įtampą ir efektyvųjį R. Kritinėms dalims išmatuokite liekamuosius įtempius rentgenografiškai arba kiaurymių metodu, kad nustatytumėte tikrąjį R.