1. Obliczenia

$$Z_{\text{goL}} = \frac{Z_{\text{goM}} + \ Z_{\text{gof}}}{2} = \ \frac{244 + 252}{2} = 248\ \lbrack MPa\rbrack$$

$$Z = \ \frac{Z_{\text{goL}} - Z_{\text{go}}}{Z_{\text{goL}}}*100\% = \ \frac{273 - 248}{248}*100\% = 10,08\%$$

1.2 Wnioski

Przewidywana wartość wytrzymałości zmęczeniowej Z_go dla stali 45 wynosi w przybliżeniu 0,42Rm, czyli 273MPa. Natomiast pomiar przybliżonej wartości wytrzymałości zmęczeniowej na obrotowe zginanie Z_gona podstawie wykresu Lehra wynosi 248 MPa. Wynik jest podobny do wyznaczonych w normach dla danej stali.

1. Przełom zmęczeniowy

Przełomem zmęczeniowym nazywamy złom, który powstał przez obciążenie o zmiennej wartości i dostatecznie dużej licznie powtórzeń. Poprzez analizę wyglądu powstałego przełomu, możemy określić, jaki rodzaj obciążenia spowodował złom oraz ocenić wpływ jego czynników. Wyróżniamy przełomy statyczne i dynamiczne. Cechą charakterystyczną jest brak zauważalnych odkształceń plastycznych na powierzchni elementu. W początkowej fazie przełom przebiega prostopadle do maksymalnego wydłużenia.

Złom zmęczeniowy powstaje w dwóch etapach:

1. Przemiany wewnątrz mikroobszarów materiału,

2. Łączenie się mikropęknięć w makropęknięcia, które powodują złamanie.

Każde pęknięcie jest spowodowane spiętrzeniami naprężeń i tworzenia się ognisk. Wpływającymi czynnikami na ich powstawanie są:

• Błędy w rozwiązaniach konstrukcyjnych np. ostre podcięcia, nagłe zmiany przekrojów lub zbyt duże naprężenie.

• Niewłaściwa jakość materiału, na którą składa się źle dobrany materiał, zła obróbka, powstałe pęcherze i wtrącenia.

• Zła obróbka mechaniczna, po której pozostają ślady lub zbyt duża chropowatość.

• Umieszczenie elementu w nieodpowiednich warunkach eksploatacyjnych takich jak za duże obciążenia lub niewłaściwe środowisko użytkowania.

W każdym przełomie zmęczeniowym mamy wyraźne strefy złomu zmęczeniowego i resztkowego nazywanego też doraźnym. Pomiędzy nimi jest faza przejściowa.

Strefa przełomu zmęczeniowego cechuje się gładką i błyszczącą powierzchnią. Przypomina ona strukturę drobnoziarnistą o małej chropowatości. Powstaje w czasie cyklicznego naciskania, „ocierania się” obu powierzchni. Powoduje to ich wygładzenie. W związku z tym powierzchnia jest bardziej gładka im jest więcej cykli o małym naprężeniu.

W wyniku łączenia się mikropęknięć pojawiają się uskoki ogniskowe i linie zmęczeniowe lub spoczynkowe, pochodzące od pęknięcia głównego. Linie pojawiają się przy małych obciążeniach zmęczeniowych, kiedy amplituda jest stała, co powoduje zmniejszenie powierzchni przenoszących obciążenie, ale jednocześnie powoduje wzrost naprężenia. Od pęknięcia głównego mogą także odchodzić pęknięcia wtórne.

Natomiast strefa resztkowa cechuje się gruboziarnistością i dużą chropowatością. Powstaje podczas urwania się elementów. Strefa będzie tym większa im wyższa będzie wartość naprężenia.

W strefie przejściowej mogą występować uskoki, które powstają z działania większych pęknięć wtórnych. Jej budowa zależy od wzrostu prędkości pęknięcia.

Współczynnik bezpieczeństwa oszacowujemy przez stosunek powierzchni zmęczeniowej do resztkowej.