Neigungsexponent

Cơ chế tác động hóa lý

Đường cong Wöhler mô tả mối quan hệ giữa biên độ ứng suất Δσ và số chu kỳ tải chịu đựng N. Trong biểu diễn logarit kép, nó trở thành một đường thẳng: log N = log C - m · log Δσ. Số mũ độ dốc m là độ dốc của đường thẳng này. Nó cho thấy vật liệu phản ứng nhạy cảm như thế nào với thay đổi ứng suất. Giá trị m lớn nghĩa là đường thẳng dốc: ứng suất chỉ tăng chút ít thì tuổi thọ giảm mạnh. Về mặt vật lý, đằng sau đó là: ứng suất cao hơn đẩy vết nứt vi mô xuyên qua tổ chức nhanh hơn. Đầu vết nứt nhận nhiều năng lượng hơn mỗi chu kỳ tải, do đó vết nứt phát triển quá mức.

Ý nghĩa luyện kim & rủi ro khi hàn

Mối hàn có giá trị m khác với vật liệu cơ bản trần. Giá trị điển hình: m = 3 cho mối hàn dưới ứng suất pháp, m = 5 cho vật liệu cơ bản. Giá trị m nhỏ hơn của mối hàn nghĩa là: tuổi thọ giảm ít dốc hơn khi ứng suất tăng so với vật liệu cơ bản. Tuy nhiên, toàn bộ đường cong Wöhler của mối hàn nằm thấp hơn rõ rệt. Nguyên nhân là do rãnh tại chân mối hàn, ứng suất dư hàn và thay đổi tổ chức trong vùng ảnh hưởng nhiệt. Những yếu tố này tác động như hư hỏng sơ bộ. Do đó, mối hàn chỉ chịu được số chu kỳ tải hạn chế ngay cả khi ứng suất thấp. Chọn sai giá trị m trong tính toán dẫn đến đánh giá sai nguy hiểm về tuổi thọ.

Thực hành xưởng & hướng dẫn hành động

Xác định giá trị m phù hợp từ tiêu chuẩn hiện hành (ví dụ Eurocode 3 cho kết cấu thép). Dùng m = 3 cho mối hàn dưới ứng suất pháp, m = 5 dưới ứng suất tiếp. Tính với biên độ thay đổi bằng tích lũy hư hỏng tuyến tính theo Palmgren-Miner. Giảm biên độ ứng suất một cách chủ động: giảm một nửa ứng suất kéo dài tuổi thọ với m = 3 theo hệ số 8, với m = 5 theo hệ số 32. Xử lý chân mối hàn bằng mài hoặc nấu chảy lại TIG để giảm rãnh. Kiểm soát ứng suất dư hàn bằng ủ giảm ứng suất hoặc nắn cơ học. Như vậy bạn dịch đường cong Wöhler lên trên và tăng tuổi thọ.