Os parafusos são os fixadores mais comumente usados e apresentam o maior número de falhas. Para parafusos, você sabe onde fica o local de falha mais comum?
Conforme mostrado na figura abaixo, existem na verdade três locais principais: ① A raiz da primeira rosca onde o parafuso e a porca combinam, com uma taxa de falha de 65%, ② A zona de transição entre a rosca e a haste polida, com uma taxa de falha de 20%, e ③ A transição entre a cabeça do parafuso e a haste do parafuso, com uma taxa de falha de 15%. Esses três locais também são os pontos altos da distribuição de tensões nos parafusos.
Dentre eles, a falha da primeira posição, ou seja, a raiz da primeira rosca onde o parafuso e a porca coincidem, geralmente é causada pela distribuição desigual da carga da rosca, e o primeiro círculo da rosca suporta a maior carga (os círculos subsequentes diminuem), conforme mostrado na figura abaixo. O fator de concentração de tensão aqui pode atingir 2-8, e é fácil iniciar rachaduras e expandir, especialmente sob cargas alternadas, é mais provável que ocorra fratura por fadiga.
A segunda posição, a falha da zona de transição entre a rosca e a haste polida é causada principalmente pela concentração de tensões causada pela mutação geométrica. Se a zona de transição apresentar rugosidade ruim, defeitos de processamento ou defeitos de material, a resistência à fadiga será ainda mais reduzida.
A terceira posição, a transição entre a cabeça do parafuso e o parafuso, geralmente é causada pela concentração de tensão devido ao pequeno raio do filete de transição da cabeça e do parafuso (geralmente exigindo R maior ou igual a 0,15d, d é o diâmetro do parafuso) ou defeitos de processamento (como interrupção da linha de fluxo de direção a frio). Além disso, este local está sujeito ao estresse combinado de flexão e alongamento, e também é mais propenso a fraturas.(来源:iMechanics机械)
