Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 20. 20 maj 1944 - Värmebehandlingsstrukturens inverkan på utmattningshållfastheten hos svetsfogar i St44, av Cyrill Schaub
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
618
TEKNISK TIDSKRIFT
på 45°-linjen svarande mot o". Så länge
spän-ningsamplituden ligger innanför diagrammet sker
ej iitmattningsbrott. Brott efter N= N’
belastningar (t.ex. 2 ’ 106) äger rum om oA är så stort att
diagrammets gränslinje uppnås. Växer oA
ytterligare uppstår brott efter ett allt mindre antal N
i enlighet med motsvarande Wöhlerkurva.
Som synes av ovanstående förutsätter ett
noggrant studium av ett materials
utmattningsegenskaper upptagning av ett flertal Wöhlerkurvor.
Då varje Wöhlerkurva svarar mot ett flertal
enstaka utmattningsförsök blir det experimentella
arbetet vid upptagning av ett fullständigt
utmattningsdiagram mycket drygt. Man nöjer sig därför
i regel med att endast bestämma ou och o°u samt
kan då med ledning av o b grovt skissera
diagrammet för positiva o°, vilket fall även har den största
praktiska betydelsen. Vid mjuka, sega metaller
tillstöter emellertid ofta den komplikationen, att
den dynamiska sträckgränsen (t.ex. 0,2
%-gränsen) ligger inom utmattningsdiagrammet enligt
fig. 3. Föreskrives det vid dylika material av
driftsäkerhetsskäl, att påkänningen varken får ge
upphov till ett utmattningsbrott eller en
permanent formförändring för N = N’ bortfaller den i
fig. 3 streckade delen av utmattningsdiagrammet.
Den återstående delen bildar då ett kombinerat
brott- och formförändringsgränsdiagram.
Om själva utmattningens mekanik kan anföras,
att fenomenet är mycket komplicerat och består
av olika samtidigt skeende kallbearbetnings- och
uppluckringsprocesser. Ligger påkänningen över
utmattningsgränsen börja de senare att överväga;
materialet uppluckras, sammanhanget mellan
glidskikten i kristallerna upphör med
utmattningsbrottet som följd.
Utmattning’ vid inhomogena spänningstillstånd
Hittills ha vi inskränkt oss till utmattning vid
ren dragning eller tryck av prismatiska
provkroppar. Spänningstillståndet i dylika kroppar är som
bekant homogent. Man kan därför ställa sig
frågan hur utmattningshållfastheten förändrar sig
när denna inskränkning bortfaller, dvs. när man
har utmattning vid inhomogena
spänningstillstånd. Som bekant inverka brottanvisningar i
materialet, exempelvis olika hålkälsformer,
nedsättande på utmattningshållfastheten. Denna in-
Fig. 4. Hålkälsverkan; rotationsellipsoidisk kavitet i ett
dragspänningsfält.
verkan är olika vid olika material, dvs. materialen
uppvisa olika grad av hålkälskänslighet. För att
närmare klargöra problemet kunna vi i enlighet
med fig. 4 tänka oss en kavitet i ett för enaxlig
dragning utsatt material. Som synes av figuren
uppstår vid den mot dragriktningen vinkelräta
ändarna av kaviteten en mer eller mindre stark
koncentration av huvudspänningslinjerna. Detta
innebär att den där rådande normalspänningen
uppgår till ett större värde ocon än den nominella
spänningen on. Under förutsättning att materialet
är idealt elastiskt och isotropt kan den ideala
formfaktorn a för olika former på kaviteten
beräknas på elasticitetsteoretisk väg (H Neuber,
Kerbspannungslehre, Berlin 1937). Antas kaviteten
t.ex. ha formen av en rotationsellipsoid med axeln
parallell med dragriktningen, samt betecknas
ka-vitetens bredd och krökningsradie vinkelrätt mot
dragriktningen med 2 b och r, erhållas för den
ideala formfaktorn <x nedanstående i tabell 1
sammanställda värden gällande för stål.
Vi se således, att cx starkt ökar med minskat
värde på r. Går r mot o kommer a att gå mot oo.
Detta skulle innebära att materialets hållfasthet
skulle gå ned till noll vid förekomst av en
oändligt skarp brottanvisning. Så är i verkligheten
emellertid ej fallet, ty materialet söker genom
plastisk formändring skydda sig mot brott. Om
vi beteckna den verkliga tekniska formfaktorn
med ß kommer denna alltid att vara mindre än cc.
Det visar sig att även vid måttliga statiska
belastningar under materialets elasticitetsgräns är ß < oc,
beroende på att materialen på grund av sin
kristallstruktur ha förmågan att avtrubba skarpa
spänningsspetsar genom mikroskopiska flytningar
inom närbelägna kristallkorn. Neuber har för den
tekniska formfaktorn härlett ett uttryck
(J)
1 uttrycket (1) är k en konstant olika för olika
typer på kaviteter eller brottanvisningar ocli
belastningsfall samt q en storhet sammanhängande
med materialets kristallstorlek. Sambandet mellan
Tabell i. Ideala formfaktorns värden.
Fig. 3. Kombinerat dynamiskt
sträckgränsdiagram (1) och
utmattningsdiagram (2).
b r 1 5 10 20 30 40
<x............ 2,0 3,7 4,9 6,5 7,9 8,9
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
