Análise das causas da fratura do parafuso da roda

Para parafusos com uma ampla zona de propagação de trinca por fadiga (a parte fraturada inicial do parafuso), a zona de propagação de trinca por fadiga representa cerca de 70% de toda a área da superfície de fratura. Isso indica que o parafuso sofre tensão relativamente baixa durante o uso e possui boa tenacidade plástica. Sua propriedade de fratura pertence à distribuição desigual de tensões, com concentração de tensões locais, resultando em deformação plástica e desgaste por micromovimento da haste do parafuso devido à compressão e microrotação, desencadeando o início de trincas de desgaste superficial e fontes de trincas de fratura no parafuso.
A superfície de fratura do parafuso da roda tem um padrão radial de expansão gradual da fonte da trinca até o parafuso. Quando as faixas de fadiga se expandem até certo ponto, ou seja, expansão instável, ocorre fratura instantânea, que é uma fratura por fadiga por flexão.
Após análise, a fratura dos parafusos da roda é sequencial, especificamente: fadiga por flexão bidirecional → fadiga por flexão unidirecional (zona de extensão mais ampla) → fadiga por flexão unidirecional (zona de extensão mais estreita) → fratura instantânea.
Com base na análise acima, a fratura do parafuso da roda é causada pela tensão de flexão gerada na posição de fratura devido à força circunferencial (força na direção tangencial do círculo de indexação do parafuso da roda) do aro da roda, redutor do aro da roda, e tambor de freio durante condições de condução e frenagem.
Com base na análise acima, a causa fundamental da tensão de flexão nos parafusos das rodas é o afrouxamento das porcas das rodas.
No estágio inicial de afrouxamento da porca da roda, pode haver apenas 2-4 parafusos em contato entre o parafuso da roda e a carcaça da borda da roda, o tambor do freio e o aro da roda durante as condições de condução e frenagem. Portanto, tensões de flexão que excedem em muito o limite de fadiga do parafuso da roda serão geradas neste local de fratura, levando à formação de fontes de trincas no parafuso da roda. À medida que o veículo continua a operar, sob a ação de cargas alternadas, as fissuras na origem das fissuras dos parafusos continuam a expandir-se e fechar-se, formando fissuras de fadiga. Sob a ação contínua de tensões mecânicas alternadas, as trincas por fadiga se propagam ainda mais, levando à fratura por fadiga do parafuso e subsequente fratura.