Maatregelen om de vermoeiingssterkte van gelaste constructies te verbeteren
1) Verminder de spanningsconcentratie van de bron van de vermoeiingsscheur in de gelaste verbinding en de structuur van het spanningsconcentratiepunt, elimineer of verminder alle middelen van spanningsconcentratie, kan de vermoeiingssterkte van de structuur verbeteren.
(1) Een redelijke structurele vorm aannemen
① Geef prioriteit aan stompe verbindingen, probeer geen schootverbindingen te gebruiken; De T-vormige verbinding of hoekverbinding wordt veranderd in een stompe verbinding, zodat de las het hoekgedeelte vermijdt; Bij het gebruik van T-verbindingen of hoekverbindingen is het wenselijk om volledig permeabele stompe lassen te gebruiken.
② Probeer het ontwerp van excentrische belasting te vermijden, zodat de interne kracht van het onderdeel soepel en gelijkmatig wordt verdeeld en geen extra spanning veroorzaakt.
③ Om plotselinge veranderingen in doorsnede te beperken, wanneer de plaatdikte of plaatbreedte sterk verschilt en koppeling nodig is, moet een vloeiende overgangszone worden ontworpen. De scherpe hoek of hoek van de constructie moet in de vorm van een boog worden gemaakt, en hoe groter de kromtestraal, hoe beter.
④ Vermijd de ruimtelijke convergentie van drieweglassen, probeer de lassen niet in het spanningsconcentratiegebied te zetten en probeer de dwarslassen niet op de hoofdtrekelementen te zetten; Wanneer dit onvermijdelijk is, is het noodzakelijk om de interne en externe kwaliteit van de las te waarborgen en de spanningsconcentratie bij de teen te verminderen.
⑤De stompe las kan slechts aan één zijde worden gelast en de permanente achterplaat mag niet aan de achterkant van de belangrijke constructie worden geplaatst. Vermijd het gebruik van onderbroken lassen, omdat er aan het begin en het einde van elke las een hoge spanningsconcentratie is.
(2) Correcte lasvorm en goede laskwaliteit aan binnen- en buitenkant
(1) De resterende hoogte van de stompe las moet zo klein mogelijk zijn en het is het beste om na het lassen vlak te schaven (of te slijpen) zonder dat er een resterende hoogte overblijft;
② Voor T-vormige verbindingen is het het beste om hoeklassen met concave oppervlakken te gebruiken, zonder hoeklassen met convexiteit;
③ De teen op de kruising van de las en het basismetaaloppervlak moet soepel verlopen en indien nodig moet de teen worden geslepen of opnieuw worden gesmolten met een argonboog om de spanningsconcentratie daar te verminderen.
Alle lasfouten hebben verschillende graden van spanningsconcentratie, met name vloklasfouten, zoals scheuren, niet-penetratie, niet-fusie en randbijten, enz., hebben de grootste impact op de vermoeiingssterkte. Daarom is het in het structurele ontwerp noodzakelijk om ervoor te zorgen dat elke las gemakkelijk te lassen is, om lasfouten te verminderen, en de fouten die de norm overschrijden, moeten worden verwijderd.
2) Pas de restspanning aan
De resterende drukspanning op het oppervlak van het element of de spanningsconcentratie kan de vermoeiingssterkte van de gelaste structuur verbeteren. Door bijvoorbeeld de lasvolgorde en lokale verwarming aan te passen, is het mogelijk om een restspanningsveld te verkrijgen dat bevorderlijk is voor het verbeteren van de vermoeiingssterkte. Bovendien kan oppervlaktevervormingsversterking, zoals walsen, hameren of kogelstralen, ook worden toegepast om het metalen oppervlak plastisch te vervormen en te verharden, en restdrukspanning in de oppervlaktelaag te produceren om het doel van het verbeteren van de vermoeiingssterkte te bereiken.
De resterende drukspanning aan de bovenkant van de inkeping kan worden verkregen door eenmalige pre-overbelastingsrek voor het ingekeepte element te gebruiken. Dit komt omdat het teken van de restspanning van de inkeping na elastische ontlasting altijd het tegenovergestelde is van het teken van de inkepingsspanning tijdens (elastoplastische) belasting. Deze methode is niet geschikt voor buigoverbelasting of meervoudige trekbelasting. Het wordt vaak gecombineerd met structurele acceptatietests, zoals drukvaten voor hydraulische testen, kan een pre-overbelastingstrekrol spelen.
3) Verbeter de structuur en eigenschappen van het materiaal
Allereerst moet het verbeteren van de vermoeiingssterkte van basismetaal en lasmetaal ook worden overwogen vanuit de intrinsieke kwaliteit van het materiaal. De metallurgische kwaliteit van het materiaal moet worden verbeterd om de insluiting ervan te verminderen. Belangrijke componenten kunnen worden gemaakt van materialen uit smeltprocessen zoals vacuümsmelten, vacuümontgassen en zelfs elektroslak-omsmelten om de zuiverheid te garanderen; De vermoeiingslevensduur van korrelstaal kan worden verbeterd door te raffineren bij kamertemperatuur. De beste microstructuur kan worden verkregen door warmtebehandeling en de plasticiteit en taaiheid kunnen worden verbeterd terwijl de sterkte wordt verhoogd. Getemperd martensiet, koolstofarm martensiet en lager bainiet hebben een hogere vermoeiingsweerstand. Ten tweede moeten sterkte, plasticiteit en taaiheid redelijk op elkaar zijn afgestemd. Sterkte is het vermogen van een materiaal om breuk te weerstaan, maar materialen met een hoge sterkte zijn gevoelig voor inkepingen. De belangrijkste functie van plasticiteit is dat door plastische vervorming, vervormingswerk kan worden geabsorbeerd, de piekspanning kan worden verminderd, hoge spanning kan worden herverdeeld en de inkeping en scheurpunt kunnen worden gepassiveerd en de scheuruitbreiding kan worden verlicht of zelfs gestopt. Plasticiteit kan ervoor zorgen dat de sterkte van het volledige spel. Daarom zal voor staal met hoge sterkte en ultrahoge sterkte, het proberen om een beetje plasticiteit en taaiheid te verbeteren, de vermoeiingsweerstand aanzienlijk verbeteren.
4) Speciale beschermingsmaatregelen
Atmosferische mediumerosie heeft vaak invloed op de vermoeiingssterkte van materialen, dus is het voordelig om een bepaalde beschermende coating te gebruiken. Bijvoorbeeld, het coaten van een kunststoflaag die vulstoffen bevat bij spanningsconcentraties is een praktische verbeteringsmethode.
