Усталость материалов.

Усталость материалов.

При воздействии большого числа циклических нагрузок на протез возможно разрушение материала, которое называется разрушением от усталости. Разрушающее напряжение (предел усталости) оказывается при этом значительно ниже предела прочности.
Причины усталости до сих пор невполне ясны. Микроскопическое исследование образцов, подвергнутых многократной переменной нагрузке, показало, что в зернах материалов после некоторого числа нагружений появляется ряд черточек, свидетельствующих о наличии сдвигов частей зерна. Со временем под действием нагрузки черточки превращаются в тончайшие трещинки, которые сливаются в трещину. Около нее происходит дальнейшее разрушение. Трещина с каждым нагружением растет, и, когда поперечное сечение достаточно уменьшится, наступает разрушение. Образовавшаяся трещина действует подобно вытачке, т. е. вызывает концентрацию напряжения и снижает сопротивление. Момент разрушения приближается незаметно. Конструкция, которой грозит разрушение, служит безупречно, разрушение происходит внезапно, причем при незначительной нагрузке.
Очень часто причинами усталости и изломов служат резкие изменения формы деталей (резкие переходы по толщине, надрезы, трещины на поверхности, поры и т.д.), вызывающие концентрацию напряжения. Усталостные трещины появляются, как правило, вокруг этих участков. Поэтому борьба с усталостью, помимо подбора более прочных материалов, заключается в упрочении поверхности изделия. С этой целью металлы подвергают химико-термической, механической обработке (шлифовка, полировка), закаляют токами высокой частоты. Эти меры позволяют повысить предел усталости на несколько десятков процентов. В отношении пластмасс большое значение имеет также правильный режим полимеризации, не вызывающий образования пор в протезах.
Для определения предела усталости пользуются машинами, в которых образец изгибается под действием постоянного груза, подвешенного к его свободному концу. Испытания проводят до разрушения образца. Предел усталости характеризуется количеством изгибов образца, выдержанных им до разрушения.
Рассмотренные механические свойства материалов позволяют определить их жесткость. Способность элементов конструкции сопротивляться деформациям под действием внешних сил называется жесткостью.
Следует помнить, что при расчетах необходимых размеров деталей конструкции при предполагаемой нагрузке всегда придерживаются правила, что материал не должен не только разрушаться, но и деформироваться. Поэтому всегда исходят из четырехкратного запаса прочности. Так, если предел прочности углеродистой стали равен 90 кг/мм
, то допустимая нагрузка должна быть 22—23 кг/мм
. Если же рабочая нагрузка превышает эти цифры, то следует увеличить размеры детали. Например, если известно, что сила, приложенная к протезу в момент разжевывания, равна 60 кг, а предел прочности пластмассы составляет 1000 кг/см
, то пластинка должна иметь в самой наименьшей части ширину 2,5 см при толщине 1 мм.