Ao ver o título, algumas pessoas podem perguntar: Como pode um parafuso, feito de um pedaço de metal, sofrer fadiga? Na verdade, quando parafusos feitos de aço carbono são produzidos nos produtos que necessitamos, se alguns parâmetros técnicos e propriedades mecânicas não atenderem aos requisitos desde o início, durante o uso contínuo, eles exercerão gradualmente força em suas áreas locais ao longo do tempo. Quando esta força atinge o ponto crítico, pequenas fissuras aparecerão no parafuso. A formação de tais fissuras é apenas o primeiro passo da fadiga. Quando o número de ciclos atinge um determinado nível, as rachaduras levarão diretamente à fratura. Este é o fenômeno e resultado da fadiga do parafuso.
Então por queparafusos de aço carbonosentir fadiga? É verdade que parafusos com maior resistência são mais propensos à fadiga? Primeiro, a fadiga do parafuso não tem ligação direta com a resistência em si. Acontece que os parafusos comuns têm requisitos de resistência mais baixos, de modo que seu ambiente de aplicação não causará um efeito excessivo de fadiga sobre eles. No entanto, o ambiente de aplicação de parafusos de alta-resistência tem certos requisitos para desempenho de tração, o que aumenta invisivelmente o efeito de fadiga nos parafusos. Portanto, a maior parte da fadiga dos parafusos que encontramos na vida diária envolveparafusos de alta-resistência, mas isso não significa que os parafusos comuns não sofrerão fadiga-é apenas que nossos requisitos para parafusos comuns não são altos ao usá-los.
Vejamos ainda a causa da fadiga do parafuso: é a mudança da tensão local durante o uso cíclico que causa certo grau de dano aos pontos fracos do parafuso, eventualmente formando rachaduras. Portanto, o processo deveria ser assim: primeiro, a tensão corrói os pontos fracos do parafuso e depois causa a formação de rachaduras no parafuso. Depois de um período de tempo, as rachaduras ficam cada vez maiores. Num certo ponto crítico, o parafuso quebra repentinamente. Após análise-de longo prazo, descobrimos que tal tensão de fadiga não requer uma grande força externa para ser gerada. Às vezes, a tensão gerada no parafuso é muito menor que a resistência ao escoamento do parafuso. Portanto, após a fratura de um parafuso devido à fadiga, nenhum sinal de deformação ou flexão causado por forças externas pode ser visto na superfície da fratura.
Com base na análise acima, podemos ajustar adequadamente alguns processos básicos de fabricação para ajudar os parafusos a resistir à fadiga. Vejamos um diagrama:
O diagrama acima mostra a estrutura do thread. Podemos fazer o espaço entre os fios com ângulo R. Como as fraturas por fadiga ocorrem principalmente nas raízes da rosca e na área sob a cabeça do parafuso, o ajuste de alguns processos básicos de fabricação da rosca pode prevenir eficazmente a fadiga. Podemos compará-lo com threads comuns:
A descrição acima é uma rosca comum, onde um ângulo reto é formado entre os dentes da rosca. Esse ângulo reto responde diretamente às mudanças de tensão, portanto, essas roscas-de ângulo reto são propensas a fraturas por fadiga. Conforme analisado anteriormente, além das roscas, a área sob a cabeça do parafuso também é uma área de alto-risco de fratura por fadiga. Vejamos o diagrama:
Seguindo o mesmo princípio do ângulo R para roscas, também podemos usinar um ângulo R dentro da faixa permitida na junção da cabeça do parafuso e da rosca.
