Коэффициент концентрации напряжений
Коэффициент концентрации напряжений сравнивает усталостную прочность гладкого образца с прочностью образца с надрезом. Он показывает, насколько сильно надрез, например переход шва, снижает предел выносливости. Чем выше значение, тем больше потеря прочности.
Физико-химический механизм действия
На надрезе силовые линии собираются в пучок. Пиковое напряжение в корне надреза значительно выше номинального. При циклической нагрузке там возникают крошечные пластические деформации. Эти микродеформации становятся началом усталостных трещин.
Металлургическая значимость и риски при сварке
Сварные швы имеют естественные надрезы: переход шва, подрезы, корневые щели или дефекты сплавления. Эти надрезы сильно повышают коэффициент концентрации напряжений. Усталостная прочность конструкции падает до доли значений образцов без надреза. Возникает угроза усталостных трещин в зоне шва даже при низкой нагрузке.
Практика в мастерской и инструкции
Уменьшай любой надрез в зоне сварного шва. Зашлифуй переход шва заподлицо и без трещин. Избегай подрезов, острых кромок и точек начала. Гладкая форма перехода значительно снижает коэффициент концентрации напряжений. Для высокой долговечности радиус перехода не должен быть меньше 1 mm. Проверяй критические швы цветной дефектоскопией на надрезы и трещины.