疲勞應(yīng)力
● 材料在疲勞載荷作用下在遠(yuǎn)低于屈服應(yīng)力下發(fā)生 的低應(yīng)力脆性斷裂，叫疲勞斷裂。
事實上，許多金屬構(gòu)件是在交變載荷作用下使用的。疲勞斷裂與靜態(tài)斷裂有明顯的不同，它不會產(chǎn)生明顯的塑性變形，斷裂是突發(fā)的，故危害性較大 (圖2-18）。
● 疲勞裂紋的斷口特征
(1) 有裂紋源、裂紋擴(kuò)展區(qū)和斷裂區(qū)三個部分；
(2) 裂紋擴(kuò)展區(qū)斷面較光滑， 即 “海灘條帶”形貌;
(3) 裂紋起裂在高應(yīng)力應(yīng)力區(qū)或材料缺陷處；
(4) 與靜載斷裂相比，沒有明顯的塑性變形。
● 疲勞極限（fatigue limit）
材料在規(guī)定次數(shù)（鋼鐵材料取107次，有色金屬及其合金取108次）的交變載荷作用下，不引起斷裂的最大應(yīng)力稱“疲勞極限”(σr),單位為MPa。
通常用拉伸或彎曲試驗的方法測疲勞極限(σ-1)。試驗時用多組試樣，在不同的交變應(yīng)力σ下測定試樣發(fā)生斷裂的疲勞次數(shù)N, 繪制σ-N曲線(圖2-20)。
● 對金屬材料和高分子材料，當(dāng)應(yīng)力降到某一值后，σ-N曲線趨于水平直線，此直線對應(yīng)的應(yīng)力即疲勞極限。
● 陶瓷材料和高分子材料一般沒有疲勞極限，因為它們本質(zhì)上是一種脆性材料。
● 預(yù)防疲勞失效的方法
(1）合理選材，盡量不用脆性材料;
(2) 改善結(jié)構(gòu)形狀，避免應(yīng)力集中;
(3) 控制冶煉質(zhì)量，減少夾雜缺陷;
(4) 提高零件的表面光潔度;
(5) 表面進(jìn)行強化處理。
| |
|
? 請關(guān)注 微信公眾號: steeltuber. 轉(zhuǎn)載請保留鏈接: http://www.jmdakun.com/Steel-Knowledge/Fatigue-stress-of-metal-materials.html
|