Väsimus (tugevusõpetus)

Väsimuseks nimetatakse materjali tugevuse vähenemist vahelduva koormuse mõjul.

Vahelduvale koormusele on iseloomulik, et detail puruneb väsimusprao järkjärgulise arenemise tõttu. Termin väsimus tekkis nähtuse esimeste uurijate vääroletusest, et vahelduvate pingete mõjul halveneb metalli struktuur. Praeguseks on aga kindlaks tehtud, et struktuur vahelduval koormamisel ei muutu. Väsimuspurunemise põhjus on seotud metalli molekulaar- ja kristallstruktuuri iseärasustega. See seisneb metalli struktuuri ebaühtluses. Metalli üksikutel kristallidel on erinevates sihtides erinev tugevus, seepärast teatud pingete juures tekivad mõningates kristalliitides plastsed deformatsioonid. Korduv koormuse eemaldamine ja koormamine põhjustab nende kristallitide kalestumise koos hapruse kasvuga. Lõppude lõpuks koormuse paljukordsel kordumisel tekib mikropragu ühel kristalliitide libisemispindadest. Tekkinud pragu muutub võimsaks pingekontsentraatoriks ja suureneb järk-järgult, viies lõpuks purunemiseni.

Purunemiskohal on näha kaks selgesti eraldatavat piirkonda: sileda, lihvitud pinnaga piirkond, kus järk-järgult arenes pragu ja kareda teralise pinnaga piirkond, kus toimus lõplik purunemine.

Oluline tähtsus väsimusprao tekkimisele  ja arenemisele on mitte ainult materjali struktuuridefektidel (praod, räbupesad), vaid ka detaili pinna töötlemise defektidel (kriimustused, lõiketera või lihvketta jäljed jmt.).

Uurimused näitavad, et masinadetailide purunemine toimub valdaval osal juhtudest väsimuspragude tõttu.

Vaata ka

Väsimustugevus

Tugevusõpetus