Wat zijn slijtage en mechanische beschadiging?
Slijtage en mechanische beschadiging kunnen de oorspronkelijke toestand van een constructie veranderen. Bij slijtage neemt geleidelijk materiaal af. Dit gebeurt bijvoorbeeld door wrijving of herhaald contact tussen bewegende of langs elkaar bewegende onderdelen. Bij mechanische beschadiging hoeft geen materiaal verloren te gaan. Door een stoot, botsing of andere mechanische belasting kan het materiaal plaatselijk vervormen. Dat kan een duidelijke deuk zijn, maar ook een zeer kleine beschadiging zoals een kras, put of kerf. De gevolgen zijn afhankelijk van de aard en omvang van de slijtage of beschadiging en van de plaats waar deze optreedt.
Lees hier meer over slijtage .
Hoe leidt slijtage en mechanische beschadiging tot verzwakking?
Bij slijtage kan het geleidelijke materiaalverlies leiden tot een kleinere effectieve doorsnede. Dit kan vooral bij relatief dunne onderdelen of sterk belaste delen van belang zijn. Plaatselijke slijtage kan daarnaast een onregelmatig oppervlak of een scherpe overgang veroorzaken. Mechanische beschadiging kan de vorm en daarmee het constructieve gedrag van een onderdeel veranderen. Een deuk in een plaat kan bijvoorbeeld de lokale stijfheid verminderen. Bij slanke onderdelen kan een vervorming bovendien invloed hebben op de stabiliteit. Een kras, put of kerf vormt een plaatselijke onderbreking van het oppervlak. De belasting wordt daar niet meer zo gelijkmatig over het materiaal verdeeld. Hierdoor kunnen lokaal hogere spanningen ontstaan.
Bij wisselende belastingen kunnen zulke lokale spanningsverhogingen bijdragen aan het ontstaan en groeien van vermoeiingsscheuren. De invloed van een beschadiging hangt daarbij niet alleen af van de afmetingen, maar ook van de scherpte en oriëntatie ervan ten opzichte van de belasting. Ook de ligging van een beschadiging is belangrijk. Een beschadiging op een plaats waar weinig spanning aanwezig is kan weinig gevolgen hebben. Op een plaats waar al hoge spanningen optreden kan dezelfde beschadiging wel maatgevend zijn.
Slijtage en mechanische beschadiging meenemen in de sterkteberekening
Bij een sterkteberekening moet worden vastgesteld welke invloed de aanwezige slijtage of beschadiging heeft op het onderdeel. Daarbij zijn de resterende afmetingen, de vorm van de beschadiging en de belastingssituatie van belang. Bij slijtage kan de resterende doorsnede als uitgangspunt worden genomen. Wanneer het materiaalverlies plaatselijk is, moet worden beoordeeld of hierdoor lokaal hogere spanningen ontstaan.
Bij mechanische beschadiging moet naast de resterende afmetingen ook de vervormde geometrie worden meegenomen. Een deuk kan bijvoorbeeld invloed hebben op de stijfheid en stabiliteit van een onderdeel. Bij een scherpe kras of kerf kan juist de plaatselijke spanningsverhoging bepalend zijn. Wanneer de vorm van een beschadiging daarvoor aanleiding geeft, kan een lokale analyse nodig zijn. Bij complexe geometrieën of grote plaatselijke vervormingen kan een sterkteberekening inzicht geven in de ontstane spanningen en vervormingen. Bij een beoordeling van een beschadigd onderdeel is het daarom belangrijk om niet alleen te kijken naar hoeveel materiaal er nog aanwezig is, maar ook naar de manier waarop de beschadiging het constructieve gedrag beïnvloedt.
