82B היא פלדת קפיצי פחמן גבוהה- המאופיינת בחוזק וקשיות גבוהים, אך היא רגישה מאוד לתכלילים, הפרדה, פגמים פני השטח, מתח שיורי וגורמים סביבתיים. כשל באביב בדרך כלל אינו נגרם מגורם אחד, אלא הוא תוצאה משולבת של חומרים, תהליכי ייצור ותנאי הפעלה. היום נדבר על השלב השמיני: תנאי עומס: כשל מכני טהור.
8. תנאי עומס: כשל מכני טהור
8.1 שבר עייפות
- בעיה: הקפיץ נושא עומסים מחזוריים לאורך זמן, ומשרעת הלחץ חורגת מהטווח המותר של החומר או העיצוב.
- מנגנון: עומסים מחזוריים גורמים למיקרו-סדקים להתחלות בפגמים משטחים, תכלילים או אזורי מתח גבוהים-. הסדק מתפשט מעט עם כל מחזור, ולבסוף החתך הנותר- אינו יכול לשאת את העומס ונקרע באופן מיידי.
- השלכות:
שבר בתוך תוחלת חיים מדורגת
משטח השבר מציג אזור התפשטות עייפות ואזור שבר מיידי
השבתת מערכת
סיכוני בטיחות
8.2 הרפיית מתח ודפורמציה קבועה
- בעיה: הקפיץ נמצא במצב דחיסה גבוה לאורך זמן, או שמתח העבודה קרוב לגבול התפוקה.
- מנגנון: נקעים בתוך החומר נעים לאט, וחלק מהדפורמציה האלסטית הופך לעיוות פלסטי בלתי ניתן לשחזור, מה שגורם לירידה בעומס עם הזמן.
- השלכות:
גובה חופשי הולך וקצר
הנחתה בכוח הקפיץ
אובדן כוח הטעינה מראש
כשל פעולת מנגנון
8.3 שבר עומס יתר השפעה
- בעיה: עומסי פגיעה מיידיים העולים על ערכי התכנון מתרחשים במצב העבודה.
- מנגנון: 82B בעל חוזק גבוה אך קשיחות מוגבלת. עומס הפגיעה פועל לזמן קצר והאנרגיה מתרכזת. החומר אינו יכול לספוג את אנרגיית הפגיעה באמצעות דפורמציה פלסטית והוא נוטה לשבר שביר.
- השלכות:
הצמדה מיידית
חלקים עפים החוצה
נזק לרכיבים היקפיים
סכנות בטיחותיות
8.4 תהודה והגברת מתח דינמית
- בעיה: תדר העבודה קרוב לתדר הטבעי של הקפיץ.
- מנגנון: תהודה תגדיל את משרעת הקפיץ, והמתח הדינמי בפועל גבוה בהרבה ממתח התכנון הסטטי. התנגשויות, התנגשות סליל או חיכוך מקומי עלולים להתרחש בין סלילים.
- השלכות:
האביב מתחמם
נזק פני השטח
התפשטות מואצת של סדק עייפות
ירידה מהירה בביצועים
8.5 התפשטות מיקרו-סדקים על פני השטח
- בעיה: שריטות, חריצים או סדקים זעירים שנותרו במהלך היצירה או העיבוד.
- מנגנון: תחת עומס מחזורי מכני טהור, הלחץ מתרכז בתחתית הפגם של פני השטח, וקצה הסדק נפתח ונסגר שוב ושוב, מתרחב פנימה בהדרגה.
- השלכות:
שבר עייפות מוקדם
השבר מתחיל ממצב קבוע
פגמים דומים מובילים לכשלים באצווה
