Nhìn thấy tiêu đề, một số người có thể hỏi: Làm thế nào mà một chiếc bu-lông làm bằng một khối kim loại lại có thể bị mỏi? Trên thực tế, khi sản xuất bu lông làm bằng thép cacbon thành sản phẩm chúng ta cần, nếu một số thông số kỹ thuật, tính chất cơ lý không đạt yêu cầu ngay từ đầu, trong quá trình sử dụng liên tục sẽ tác dụng lực dần lên các khu vực cục bộ theo thời gian. Khi lực này đạt đến điểm tới hạn, trên bu lông sẽ xuất hiện những vết nứt nhỏ. Sự hình thành các vết nứt như vậy chỉ là bước đầu tiên của sự mệt mỏi. Khi số chu kỳ đạt đến một mức nhất định, các vết nứt sẽ trực tiếp dẫn đến gãy xương. Đây là hiện tượng và kết quả của hiện tượng mỏi bu lông.
Vậy tại sao làmbu lông thép cacboncảm thấy mệt mỏi? Có đúng là bu lông có độ bền cao hơn thì dễ bị mỏi hơn? Đầu tiên, độ mỏi của bu lông không có mối liên hệ trực tiếp nào với bản thân độ bền. Chỉ là bu lông thông thường có yêu cầu về độ bền thấp hơn nên môi trường ứng dụng của chúng sẽ không gây ra hiện tượng mỏi quá mức đối với chúng. Tuy nhiên, môi trường ứng dụng của bu lông có độ bền-cao có những yêu cầu nhất định về hiệu suất kéo, điều này làm tăng hiệu ứng mỏi lên bu lông một cách vô hình. Vì vậy, hầu hết hiện tượng mỏi bu lông mà chúng ta gặp phải trong cuộc sống hàng ngày đều liên quan đếnbu lông có độ bền-cao, nhưng điều này không có nghĩa là bu lông thông thường sẽ không bị mỏi-chỉ là yêu cầu của chúng tôi đối với bu lông thông thường không cao khi sử dụng chúng.
Chúng ta hãy xem xét kỹ hơn nguyên nhân gây mỏi bu lông: chính sự thay đổi ứng suất cục bộ trong quá trình sử dụng theo chu kỳ đã gây ra hư hỏng ở mức độ nhất định đối với các điểm yếu của bu lông, cuối cùng hình thành các vết nứt. Vì vậy, quá trình này sẽ diễn ra như sau: đầu tiên, ứng suất làm xói mòn các điểm yếu của bu lông, sau đó gây ra các vết nứt trên bu lông. Sau một thời gian, vết nứt ngày càng lớn hơn. Đến một điểm tới hạn nhất định, bu lông đột nhiên bị gãy. Sau khi-phân tích lâu dài, chúng tôi nhận thấy rằng ứng suất mỏi như vậy không cần tạo ra một ngoại lực lớn. Đôi khi ứng suất tạo ra trên bu lông thấp hơn nhiều so với cường độ chảy của bu lông. Do đó, sau khi bu lông bị gãy do mỏi, trên bề mặt vết nứt không có dấu hiệu biến dạng hoặc uốn cong do ngoại lực gây ra.
Dựa trên những phân tích trên, chúng ta có thể điều chỉnh phù hợp một số quy trình sản xuất cơ bản giúp bu lông chống mỏi. Chúng ta hãy nhìn vào một sơ đồ:
Sơ đồ trên cho thấy cấu trúc luồng. Chúng ta có thể tạo khoảng cách giữa các sợi bằng góc R. Do hiện tượng gãy do mỏi chủ yếu xảy ra ở chân ren và khu vực dưới đầu bu lông nên việc điều chỉnh một số quy trình sản xuất ren cơ bản có thể ngăn ngừa mỏi một cách hiệu quả. Chúng ta có thể so sánh nó với các chủ đề thông thường:
Ở trên là một sợi thông thường, trong đó một góc vuông được hình thành giữa các răng ren. Góc vuông này phản ứng trực tiếp với những thay đổi về ứng suất, do đó, những sợi ren góc vuông như vậy- dễ bị gãy do mỏi. Như đã phân tích trước đó, ngoài ren, khu vực dưới đầu bu lông cũng là khu vực-có nguy cơ cao bị gãy do mỏi. Chúng ta hãy nhìn vào sơ đồ:
Theo nguyên tắc tương tự như góc R của ren, chúng ta cũng có thể gia công góc R trong phạm vi cho phép tại điểm nối giữa đầu bu lông và ren.
