A kerékcsavarok törésének okainak elemzése

A széles kifáradási repedés terjedési zónával (a csavar kezdeti eltört része) rendelkező csavarok esetében a kifáradási repedés terjedési zóna a teljes törésfelület körülbelül 70%-át teszi ki. Ez azt jelzi, hogy a csavar viszonylag kis igénybevételnek van kitéve használat közben, és jó műanyag szívóssággal rendelkezik. Törési tulajdonsága az egyenetlen feszültségeloszlás, a lokális feszültségkoncentráció, ami a csavar szárának plasztikus deformációját és mikromozgásos kopását eredményezi az összenyomás és a mikroforgás következtében, kiváltva a felületi kopásrepedések és törési repedésforrások kialakulását a csavaron.
A kerékcsavar törési felülete sugárirányú, fokozatosan tágul a repedés forrásától a csavar felé. Amikor a kifáradási csíkok bizonyos mértékig kitágulnak, azaz instabil tágulás következik be, azonnali törés következik be, ami hajlító kifáradási törés.
Az elemzés után a kerékcsavarok törése szekvenciális, konkrétan: kétirányú hajlítási kifáradás → egyirányú hajlítási kifáradás (szélesebb kiterjedési zóna) → egyirányú hajlítási kifáradás (szűkebb nyújtási zóna) → pillanatnyi törés.
A fenti elemzés alapján a kerékcsavar törését a törési helyzetben keletkező hajlítófeszültség okozza a keréktárcsából, a keréktárcsa szűkítőjéből, a kerületi erőből (a kerékcsavar indexelő körének érintőleges irányába ható erő), és a fékdob vezetési és fékezési körülmények között.
A fenti elemzés alapján a kerékcsavarokat érő hajlítófeszültség alapvető oka a kerékanyák kilazulása.
A kerékanya meglazításának kezdeti szakaszában vezetési és fékezési körülmények között csak 2-4 csavar érintkezhet a kerékcsavar és a kerékperem, a fékdob és a keréktárcsa között. Ezért ezen a törési helyen a kerékcsavar fáradási határát jóval meghaladó hajlítófeszültség keletkezik, ami repedésforrások kialakulásához vezet a kerékcsavarban. Ahogy a jármű tovább üzemel, váltakozó terhelés hatására a csavarrepedések forrásánál lévő repedések tovább tágulnak és bezáródnak, kifáradási repedéseket képezve. A váltakozó mechanikai igénybevétel folyamatos hatása alatt a kifáradási repedések tovább terjednek, ami végső soron a csavar kifáradása miatti töréshez, majd ezt követő töréshez vezet.