Что приводит к поломке вала заднего моста у большегрузных автомобилей при движении в гору?
Там, откуда я родом, ISUZU FSR 33H — самый популярный грузовик для перевозки тяжёлых строительных материалов. Грузовик способен перевозить грузы весом от 6 до 7 тонн. Однако я не могу не отметить, что у этих грузовиков часто ломаются валы задних мостов. Чаще всего причиной поломки становится переключение передач на крутом подъёме. Некоторые так боятся переключать передачи на подъёме, что полностью останавливаются и начинают движение с места с помощью ручного тормоза или противооткатного упора. Другой вариант, который используется на очень крутых подъёмах, — это переключение на первую передачу непосредственно у подножия холма, чтобы компенсировать потерю крутящего момента. Что может быть причиной таких поломок? Как этого избежать?
Перевод вопроса с Mechanics Stack Exchange
Лицензия: CC BY-SA (2.5–4.0)
Оригинальный вопрос: https://mechanics.stackexchange.com/questions/54898/what-causes-rear-axle-shaft-breakages-in-heavily-loaded-trucks-on-uphill-shifts
Разрушение происходит из-за напряжения. Напряжение также может привести к образованию усталостных трещин до разрушения. Используйте более прочный материал и/или ось большего диаметра. Кроме того, любые выемки/изменения диаметра имеют решающее значение, так как они являются концентраторами напряжения. При однократном воздействии напряжения образуется плоский излом под углом 90 градусов к оси. При усталостном разрушении излом в основном происходит по спирали вдоль оси. Усталостные трещины обычно указывают на наличие выемки, концентрирующей напряжение. Как уже отмечалось, любые ударные нагрузки увеличивают напряжение. Кроме того, крутящий момент вызывает спиральную усталостную трещину в валу, а изгибающие напряжения — плоскую усталостную трещину (под углом 90 градусов к диаметру).