थकान के कारण बोल्ट विफल क्यों हो जाते हैं?

आप पूछ सकते हैं: धातु से बना बोल्ट थकान से कैसे पीड़ित हो सकता है? वास्तव में, कार्बन स्टील को बोल्ट में संसाधित करने के बाद, दीर्घकालिक चक्रीय लोडिंग स्थानीय क्षेत्रों में तनाव सांद्रता पैदा कर सकती है यदि प्रारंभिक तकनीकी पैरामीटर और यांत्रिक गुण आवश्यकताओं को पूरा नहीं करते हैं। जब ऐसा तनाव गंभीर स्तर पर पहुंच जाता है, तो बोल्ट में छोटी-छोटी दरारें बन जाएंगी - यह थकान का केवल पहला चरण है। जैसे-जैसे लोडिंग चक्रों की संख्या एक निश्चित स्तर तक बढ़ती है, दरारें फैलती हैं और अंततः अचानक फ्रैक्चर का कारण बनती हैं। यह बोल्ट थकान विफलता का तंत्र और परिणाम है।

थकान क्यों होती हैकार्बन स्टील बोल्ट? क्या अधिक {{0}शक्ति वाले बोल्टों के थकने की संभावना अधिक होती है? सबसे पहले, थकान का बोल्ट की ताकत के स्तर से सीधा संबंध नहीं है। साधारण बोल्ट में ताकत की आवश्यकता कम होती है और इसका उपयोग हल्की परिस्थितियों में किया जाता है जहां थकान का प्रभाव सीमित होता है। हालाँकि, उच्च शक्ति वाले बोल्ट सख्त तन्यता माँग वाले वातावरण में लगाए जाते हैं, जिससे स्वाभाविक रूप से थकान का खतरा बढ़ जाता है। इस कारण से, अभ्यास में हमें अधिकांश थकान संबंधी विफलताओं का सामना करना पड़ता है उच्च-शक्ति वाले बोल्ट, हालांकि इसका मतलब यह नहीं है कि साधारण बोल्ट कभी थकते नहीं हैं - वे बस कम सेवा आवश्यकताओं के अधीन हैं।

बोल्ट थकान का मूल कारण चक्रीय लोडिंग के दौरान स्थानीय तनाव का बार-बार परिवर्तन है, जो कमजोर बिंदुओं को संचयी क्षति पहुंचाता है और अंततः दरारें बनाता है। प्रक्रिया इस प्रकार है: तनाव पहले बोल्ट के कमजोर क्षेत्रों को नष्ट कर देता है, माइक्रोक्रैक धीरे-धीरे दिखाई देते हैं, समय के साथ दरारें बढ़ती हैं, और एक बार जब वे एक महत्वपूर्ण लंबाई तक पहुंच जाते हैं, तो बोल्ट अचानक टूट जाता है। दीर्घकालिक विश्लेषण से पता चलता है कि थकान पैदा करने वाले तनाव का बड़ा होना ज़रूरी नहीं है; यह बोल्ट की उपज शक्ति से भी काफी कम हो सकता है। इसलिए, थकान फ्रैक्चर के बाद, फ्रैक्चर सतह आमतौर पर बाहरी बल के कारण कोई स्पष्ट विरूपण या झुकने नहीं दिखाती है।

उपरोक्त विश्लेषण के आधार पर, हम बोल्ट की थकान प्रतिरोध को बढ़ाने के लिए विनिर्माण प्रक्रिया में सुधार कर सकते हैं। निम्नलिखित चित्र पर एक नज़र डालें:

प्रबलित थ्रेडऊपर दिया गया चित्र एक गोलाकार रूट (R-त्रिज्या) के साथ एक अनुकूलित थ्रेड प्रोफ़ाइल दिखाता है। थकान दरारें आमतौर पर धागे की जड़ों में और बोल्ट हेड के नीचे होती हैं, इसलिए बुनियादी धागा निर्माण प्रक्रिया को संशोधित करने से थकान को प्रभावी ढंग से रोका जा सकता है। आइए इसकी तुलना सामान्य धागों से करें:

साधारण धागा ऊपर दिया गया धागा एक मानक धागा है जिसकी जड़ में नुकीले कोने हैं। ऐसी समकोण संरचनाएं तनाव परिवर्तनों के प्रति अत्यधिक संवेदनशील होती हैं और थकान फ्रैक्चर का खतरा होता है। जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, बोल्ट हेड के नीचे का क्षेत्र थकान विफलता के लिए एक और महत्वपूर्ण स्थान है, जैसा कि चित्र में दिखाया गया है:

बोल्ट थकान प्रक्रिया थ्रेड रूट त्रिज्या के समान सिद्धांत का उपयोग करके, हम स्वीकार्य डिज़ाइन सीमा के भीतर बोल्ट हेड और शैंक के बीच जंक्शन पर एक उचित आकार का फ़िलेट त्रिज्या जोड़ सकते हैं।