Druhy namáhání

Stejně jako v ostatních vědních odvětvích, i při konstrukci mechanických a konstrukčních částí elektrických strojů stále rostou požadavky na spolehlivost. Ke standardním poškozením mechanických součástí (např. provozní kmitání),  vysokocyklovým změnám, se v současné době při evaluaci materiálů stále více přidávají i nízkocyklová namáhání, způsobená vlivem změn pracovních podmínek [14].

Kumulace poškození vede ke změnám – degradaci mechanických vlastností materiálů a je třeba ji sledovat z důvodu včasné predikce možného poškození stroje. Základem je poznání způsobu degradace materiálů, poznání fyzikálních pochodů uvnitř materiálů, vzniku a šíření poruch soudržnosti, které vedou až k lomu. Sledovat je třeba nejen rychlost poškození, ale je potřebné odhalit nejslabší místo konstrukčního či mechanického prvku zařízení. V provozu zařízení dochází k mnoha namáháním mechanických a konstrukční prvků, jako jsou creep (tečení za tepla), koroze vlivem průchodu elektrického proudu, únavové procesy atd. Tato namáhání působí současně, ale zároveň mohou být lokalizována jen u některých míst zařízení. O spolehlivosti zařízení tedy rozhoduje jedno ze slabých míst. Toto pravidlo platí i v případě dalších namáhání jako jsou tepelné a elektrické, oddíly 2.1.2 a 2.1.4 .

Velice důležité pro stanovení místa poškození je nalezení, kde na konstrukční části nebo součásti dochází k plastické deformaci (vratná deformace). Nevratné deformace jsou mírou poškozování. Čím více je namáhání soustředěno na jedno místo, tedy čím větší je deformace, tím více se snižuje i kritická hodnota deformace, tedy mechanická odolnost  sledované mechanické nebo konstrukční součásti.

Starší popisy mechanického lomu materiálu vycházely většinou z průměrné mechanické pevnosti daného průřezu a jeho meze elasticity, mezního napětí atd. Nebraly v úvahu postupné změny vznikající v materiálu vlivem dlouhotrvajícího namáhání. Nesledovaly se tedy vzniky mikrotrhlin, jejich postupná kumulace vedoucí k lomu.

Dnešní lomová mechanika pracuje s vlivy defektů, vlivy koncentrace deformací. Využití počítačové techniky umožňuje modelovat vznik lomu na molekulární úrovni. Na základě zkoušek s modelovými trhlinami a sledování trhlin přirozených, byly vytvořeny statisticko-matematicko-fyzikální popisy mechanické degradace materiálů, tedy i možnosti přesnější predikce životnosti. Při dnešním popisu mechanické odolnosti se sledují tyto materiálové vlastnosti, např.: cyklická tažnost, cyklický exponent zpevnění, lomová houževnatost, rychlost šíření únavové trhliny, prahový součinitel intenzity napětí pro zastavení trhliny, další např. v [14]. 

Jednoduchý model mechanického namáhání je popsán v oddíle 5.1.