7. УСТАЛОСТНАЯ ПРОЧНОСТЬ

Усталостная прочность это прочность материала при циклическом нагружении. Усталостная прочность измеряется как и напряжение в [MПa]. Усталостная прочность обычно меньше в два или более раз чем предел прочности. Усталость характеризуется усталостной прочностью sR, [MПa] и долговечностью N, [количество циклов]. R - параметр цикла, равный отношению минимального и максимального напряжений. В течение начальных циклов подрезаный стальной образец может выдержать напряжение, превышающее предел прочности. Предел прочности при N=105 подрезанного образца обычно ниже чем у гладкого.

Показан приблизительный уровень усталостной прочности для различных сварных швов углеродистой стали. Усталостная прочность изменяется в широком диапазоне.

Усталостные трещины могут начинаться во всех дефектах, но только одна трещина становится доминирующей и является причиной разрушения. Поверхностный непровар является началом самой быстрой усталостной трещины.

Дефекты сварки уменьшают усталостную прочность. Критическое напряжение значительно меньше, чем при статическом нагружении.

Имеются два главных механизма роста усталостной трещины: I для маленького размера s, II - для большого. При больших значениях s он не оказывает влияния на усталостную прочность сварного шва.

Большой угол q соответствует более высокой усталостной прочности. Влияние угла на увеличение усталостной прочности выше, чем на предел прочности.

Смещение d уменьшают усталостную прочность сварного шва. Это создает высокую концентрацию напряжений, усталостная трещина зарождается быстрее для сварного шва со смещением.

Усталостная прочность уменьшается для большей площади поперечного сечения из-за большего количества поверхностных дефектов и более низкой способности к пластической деформации.

Циклическое нагружение с отрицательным параметром цикла R ведет к увеличению местной пластической деформации и более быстрому инициированию трещины. Усталостная прочность при отрицательном параметре цикла R является более низкой.