Побачивши назву, дехто може запитати: як болт, зроблений із шматка металу, може відчувати втому? Насправді, коли болти, виготовлені з вуглецевої сталі, виготовляються в потрібні нам вироби, якщо деякі технічні параметри та механічні властивості не відповідають вимогам із самого початку, під час безперервного використання, вони з часом будуть поступово впливати на свої локальні ділянки. Коли ця сила досягне критичної точки, на болті з’являться дрібні тріщини. Утворення таких тріщин є лише першим етапом втоми. Коли кількість циклів досягне певного рівня, тріщини безпосередньо призведуть до руйнування. Це явище і результат втоми болта.
Так навіщо робитиболти з вуглецевої сталівідчувати втому? Чи правда, що болти з більшою міцністю більш схильні до втоми? По-перше, втома болта не має прямого зв'язку з самою міцністю. Просто звичайні болти пред'являють менші вимоги до міцності, тому умови їх застосування не викличуть на них надмірної втомної дії. Однак середовище застосування високоміцних-болтів має певні вимоги до міцності на розтяг, що непомітно збільшує ефект втоми болтів. Таким чином, більша частина втоми болтів, з якою ми стикаємося в повсякденному житті, включає в себевисокоміцні-болти, але це не означає, що звичайні болти не будуть втомлюватися-просто наші вимоги до звичайних болтів невисокі під час їх використання.
Давайте далі розглянемо причину втоми болта: це зміна локального напруження під час циклічного використання, що викликає певний ступінь пошкодження слабких місць болта, зрештою утворюючи тріщини. Отже, процес має бути таким: спочатку напруга роз’їдає слабкі місця болта, а потім викликає утворення тріщин у болті. Через деякий час тріщини стають все більшими і більшими. У певній критичній точці болт раптово ламається. Після тривалого -аналізу ми виявили, що для створення такого втомного напруження не потрібна велика зовнішня сила. Іноді напруга, створювана на болті, значно нижча за межу текучості болта. Тому після того, як болт руйнується внаслідок втоми, на поверхні зламу взагалі не видно жодних ознак деформації або вигину, спричинених зовнішніми силами.
Грунтуючись на наведеному вище аналізі, ми можемо належним чином налаштувати деякі основні виробничі процеси, щоб допомогти болтам протистояти втомі. Давайте подивимося на схему:
На схемі вище показано структуру нитки. Ми можемо зробити простір між нитками з кутом R. Оскільки втомні руйнування здебільшого відбуваються в коренях різьби та в області під головкою болта, коригування деяких основних процесів виготовлення різьби може ефективно запобігти втомі. Можна порівняти зі звичайними нитками:
Вище представлена звичайна різьба, де між зубцями різьби утворюється прямий кут. Цей прямий кут безпосередньо реагує на зміни напруги, тому така-пряма кутова різьба схильна до втомного руйнування. Як було проаналізовано раніше, окрім різьби, область під головкою болта також є зоною високого-ризику втомного руйнування. Дивимося на схему:
Дотримуючись того ж принципу, що й кут R для різьби, ми також можемо обробити кут R у межах допустимого діапазону на стику головки болта та різьби.
