Efekt nacięcia

Q: Czym jest efekt nacięcia i jak wpływa na zamocowanie śruby?

A: Nacięcie jest podstawową zmianą wprowadzoną w krzyżowej części komponentu. Może powstawać w postaci otworów wiertarki, rowków albo przekrojowych zmian. Wynik nacięcia po nierównym rozłożeniu nacisku prowadzi do wzrostu nacisku - znanego jako efekt nacięcia. Efekt nacięcia redukuje możliwości obciążenia, które jest parametrem zasadniczym w czasie obliczania wytrzymałości komponentów lub konstrukcji. To widać szczególnie wtedy gdy materiał poddawany jest rozciąganiu, kompresji, zginaniu, ścinaniu lub skręcającemu naciskowi. Efekt nacięcia – lub wzrostu nacisku - może prowadzić do szybkiej awarii, co jest normalnie uznawane za działanie negatywne. Rozwiązaniem jest zaprojektowanie komponentów odpowiednio dużych.

Ale nacięcia nie zawsze są złe. Mogą zostać tak zaprojektowane aby wzmacniać element, np. wzmocnienie napięcia w podstawie gwinta lub do wytworzenia określonego z góry punktu zmęczenia materiału. Połączenia pod wpływem rozciągania mają podobne wzrosty nacisku z powodu swoich efektów nacięcia. Poziom krytyczny naprężenia, szczególnie w materiale plastycznym, może być podwyższony o 20 % wobec elementów bez nacięć, w wyniku zapobiegania lateralnemu kurczeniu się.

Efekt „nacięcia” w swobodnie wkręcanych nagwintowanych śrubach nie jest tak duży jak we wkręcanych po raz pierwszy. Pod naciskiem śruba może ulec złamaniu podczas wkręcania, co w pełni wiąże się z założeniem projektowym, że śruba może ulec zniszczeniu w tym miejscu.

Oprócz rozciągania, połączenia są zwykle poddawane również powtarzającym się obciążeniom co  jest ważne dla ich funkcjonowania. Nacięcia prowadzą do wielkiego nacisku, co jest kolejnym powodem dla którego połączenia nie mogą przenosić wibracyjnego obciążenia. To nawet może doprowadzić do zerwania połączenia.