Quel type d'échec est-ce?

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La pièce est une chape et a été insérée dans une crémaillère. La partie était en tension, torsion et flexion. Il a échoué à la fin de la partie filetée du boulon. Est-ce un problème commun pour les assemblages boulonnés? Comment peut-il être résolu?

Au début, on a observé une courbure dans la partie filetée dans la direction dans laquelle elle est conservée avant la défaillance.

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Anshuman Sinha
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On dirait que l'écrou s'est desserré, provoquant le déplacement du point de contrainte vers le bas du boulon, le contraignant jusqu'à ce qu'il soit cisaillé.
Ron Beyer
Oui, la pièce recevait un couple dans le sens de la perdre (sens anti-horaire). Mais comment le desserrage lié au point de contrainte se déplace-t-il dans la culasse?
Anshuman Sinha
il semble que l'écrou ait été trop serré, ce qui a affaibli la section filetée qui a ensuite cédé sous le chargement "normal". Mais cela ne ressemble pas à une chape pour moi ...
Solar Mike
@SolarMike, j'ai mis à jour la photo. Au début, on a observé une courbure dans la partie filetée dans la direction dans laquelle elle est conservée avant la défaillance.
Anshuman Sinha

Réponses:

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Il s'agit d'une fracture de fatigue classique, provoquée par une charge de flexion cyclique / inversée superposée à une charge de tension statique. La charge cyclique est causée par la flexion inversée; l'axe neutre apparaît clairement sous la forme d'une ligne droite en diagonale au centre de la pièce. le fait qu'il s'agisse d'une ligne droite démontre que la composante de torsion n'était pas la charge dominante.

l'initiateur de la fracture était l'extrémité pointue du filetage coupé dans la pièce et les charges cycliques inversées ont provoqué le développement de la fissure de fatigue par fracture des deux côtés de l'axe neutre en flexion. Enfin, notez que la section transversale de la défaillance finale provoquée par une surcharge (la zone définie par la zone de rupture par cisaillement le long de la diagonale définie ci-dessus) est petite par rapport à la section transversale non fracturée de la pièce; cela démontre que les charges imposées à l'origine sur la pièce étaient faibles comparées à la résistance à la traction de la pièce elle-même telle que conçue La conclusion est donc que cette partie n'a pas été conçue pour le service en fatigue; les filets auraient dû être pressés avec un jeu de matrices à rouleaux plutôt que d'être coupés au tour ou avec une filière.

niels nielsen
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La conclusion peut être que la pièce a été trop serrée, ce qui a provoqué la rupture initiale, probablement parce qu'elle a continué à fonctionner en vrac.
Solar Mike
Mais la pièce ne bougeait pas dans un mouvement périodique, mais le chargement était variable, et l'analyse de la pièce par la dynamique implique que la pièce était en compression, mais le moment de la force de compression faisait cette flexion. J'ai ajouté une nouvelle photo qui montre les forces et leurs couples. S'il vous plaît jeter un oeil si cela aide.
Anshuman Sinha
la pièce n'a pas besoin de bouger pour faire l'expérience d'un chargement cyclique. Dans de tels cas, la morphologie de la défaillance peut être utilisée pour déduire la présence de charges imprévues.
niels nielsen
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Je suis d’accord, fatigue de flexion inversée, absence de torsion, racines de filetage probablement coupantes, peut-être un écrou desserré. Mais la surface a l'air granuleuse et non lisse, typique de la fatigue. Cela suggère un acier de très faible résistance. Donc, radiez les racines du filetage et assurez-vous que l'écrou est bien serré et vérifiez si la dureté est conforme aux spécifications.

blacksmith37
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Une section de filetage de plus grand diamètre aiderait (pour réduire les contraintes).
blacksmith37
Le matériau utilisé est l'AISI 1018 (acier doux). Et le rayon ne peut plus être augmenté car il s’agit d’une pièce mâle à insérer dans une crémaillère. Quel sera le rôle de la dureté? puisque le fil peut déjà agir comme un bon site pour la fatigue.
Anshuman Sinha
Pourquoi avez-vous choisi l'acier doux - parce que c'était bon marché? Ou est ce qui est disponible? Quel est le but de la pièce, car vous semblez ne pas avoir fourni les informations complètes mais attendez-vous à ce que nous la résolvions de toute façon.
Solar Mike
La dureté donnera une très bonne indication de la résistance à la traction, la résistance à la traction donne une très bonne indication de la limite d'endurance - la contrainte en dessous de laquelle la fatigue dure très, très longtemps (je déteste dire l'infini). / limite de fatigue. La norme AISI 1018 définit la chimie mais pas la résistance, une spécification ASTM telle que la norme A-108 donnera une indication de la résistance.
blacksmith37