Формы и детали машин эксплуатируются под нагрузкой. Нагрузка может быть статической с постоянной величиной или переменной, колеблющейся. Как правило, случаи с переменными нагрузками встречаются чаще. Кроме того, известно, что при многократном воздействии повторяющихся нагрузок в деталях машин возникает явление усталости, приводящее к их разрушению при напряжении, значительно меньшем, чем предел прочности при статической нагрузке.
Такой вид разрушения, вызванный накоплением повторяющихся нагрузок, называется усталостным разрушением. Обычно имеются статистические данные, согласно которым большинство деталей форм и машин разрушаются в пределах 10⁷–10⁸ (10 миллионов) циклов повторяющегося напряжения. Нижний предел напряжения, при котором происходит усталостное разрушение, называется пределом усталости; на него влияют следующие факторы. Если внимательно следить за тем, чтобы эти факторы не оказывали неблагоприятного воздействия, можно повысить предел усталости.
При проектировании деталей форм с короткими циклами литья и большим числом циклов работы принятие мер по повышению предела усталости позволяет снизить затраты на техническое обслуживание.
Факторы, влияющие на предел усталости
- Предел прочности при растяжении
- Эффект выемки
- Размерный эффект
- Шероховатость поверхности
- Коррозия
- Напряжение, создаваемое другими деталями
- Температура окружающей среды во время обработки
- Температура рабочей среды
- Скорость повторной нагрузки
- Совместная нагрузка
- Повторная нагрузка
- Переменная нагрузка
- Перерыв в нагрузке
- Усталостная деформация
К распространённым примерам усталостного разрушения деталей пластмассовых литейных форм относятся поломка штифтов сердечника, разрушение рабочих полостей, изгиб и разрушение выталкивающих штифтов, а также поломка спиральных пружин.
Проектировщики форм должны всегда учитывать возможность усталостного разрушения, даже при небольших нагрузках, если они действуют многократно.