Exponent sklonu

Fyzikálno-chemický mechanizmus účinku

Wöhlerova krivka popisuje vzťah medzi rozkmitom napätia Δσ a únosným počtom cyklov N. V dvojlogaritmickom zobrazení sa z toho stane priamka: log N = log C - m · log Δσ. Exponent sklonu m je smernica tejto priamky. Ukazuje, ako citlivo materiál reaguje na zmeny napätia. Veľká hodnota m znamená strmú priamku: ak napätie stúpne len málo, životnosť výrazne klesne. Fyzikálne za tým stojí: vyššie napätia ženú mikrotrhliny rýchlejšie cez štruktúru. Hrot trhliny dostáva viac energie na jeden cyklus, preto trhlina rastie neúmerne.

Metalurgický význam a riziká pri zváraní

Zvárané spoje majú iné hodnoty m ako holý základný materiál. Typické hodnoty: m = 3 pre zvárané švy pri normálovom napätí, m = 5 pre základný materiál. Menšia hodnota m švu znamená: životnosť klesá pri zvýšení napätia menej strmo ako pri základnom materiáli. Napriek tomu je celá Wöhlerova krivka zvarového švu výrazne nižšie. Príčinou sú vruby na prechode švu, zváračské zvyškové napätia a zmeny štruktúry v tepelne ovplyvnenej zóne. Tieto faktory pôsobia ako predpoškodenie. Preto zvarový šev vydrží aj pri nízkych napätiach len obmedzený počet cyklov. Nesprávne zvolená hodnota m vo výpočte vedie k nebezpečným chybným odhadom životnosti.

Praxe v dielni a pokyny na prácu

Zistite príslušnú hodnotu m z platnej normy (napr. Eurokód 3 pre oceľové konštrukcie). Pre zvárané švy pri normálovom napätí použite m = 3, pri šmykovom napätí m = 5. Pri premenlivých amplitúdach počítajte s lineárnou akumuláciou poškodenia podľa Palmgrena-Minera. Aktívne znížte rozkmit napätia: polovičné napätie predĺži životnosť pri m = 3 o faktor 8, pri m = 5 o faktor 32. Opracujte prechod švu brúsením alebo pretavením TIG, aby ste znížili vruby. Kontrolujte zváračské zvyškové napätia žíhaním na zníženie napätia alebo mechanickým rovnaniem. Tak posuniete Wöhlerovu krivku nahor a získate životnosť.