什么叫钢材的疲劳断裂?影响钢材疲劳强度的因素有哪些

2020-11-22 19:53:23 字数 5516 阅读 3761

1楼:xhj北极星以北

钢材的疲劳断裂是微观裂纹在连续反复荷载作用下不断扩展直至断裂的脆性破坏。

钢材的疲劳强度取决于构造状况(应力集中程度和残余应力)、作用的应力幅、反复荷载的

循环次数。

2楼:匿名用户

条件: 超出材料的疲劳极限。

疲劳极限:在一定条件下

(1)纯弯曲;(2)完全对称循环;(3)应力幅恒定;(4)频率在3000-10000次/分;小试样有足够大的过渡圆角,表面经过抛光;由实验中得出的,在10的七次方周次下仍不断裂的最大应力

提高疲劳极限的途径主要有:在零件结构设计中尽量避免尖角、缺口和截面突变,以免产生应力集中而由此产生疲劳裂纹;提高零件表面加工质量,减少疲劳源;采用各种表面强化处理等。

影响钢材疲劳强度的主要因素有哪些

3楼:月似当时

1、尺寸效应

材料的尺寸愈大,由于各种冷加工和热加工工艺所造成的缺陷可能性愈高,产生表面缺陷的可能性也越大,这些原因都会导致疲劳性能下降。因此在计算弹簧的疲劳强度时要考虑尺寸效应的影响。

2、冶金缺陷

冶金缺陷是指材料中的非金属夹杂物、气泡、元素的偏析,等等。存在于表面的夹杂物是应力集中源,会导致夹杂物与基体界面之间过早地产生疲劳裂纹。采用真空冶炼、真空浇注等措施,可以大大提高钢材的质量。

3、腐蚀介质

弹簧在腐蚀介质中工作时,由于表面产生点蚀或表面晶界被腐蚀而成为疲劳源,在变应力作用下就会逐步扩展而导致断裂。例如在淡水中工作的弹簧钢,疲劳极限仅为空气中的10%~25%。

在腐蚀条件下工作的弹簧,为了保证其疲劳强度,可采用抗腐蚀性能高的材料,如不锈钢、非铁金属,或者表面加保护层,如镀层、氧化、喷塑、涂漆等。

扩展资料

构件截面改变越激烈,应力集中系数就越大。因此工程上常采用改变构件外形尺寸的方法来减小应力集中。如采用较大的过渡圆角半径,使截面的改变尽量缓慢,如果圆角半径太大而影响装配时,可采用间隔环。

既降低了应力集中又不影响轴与轴承的装配。此外还可采用凹圆角或卸载槽以达到应力平缓过渡。

设计构件外形时,应尽量避免带有尖角的孔和槽。在截面尺寸突然变化处(阶梯轴),当结构需要直角时,可在直径较大的轴段上开卸载槽或退刀槽减小应力集中;当轴与轮毂采用静配合时,可在轮毂上开减荷槽或增大配合部分轴的直径,并采用圆角过渡,从而可缩小轮毂与轴的刚度差距,减缓配合面边缘处的应力集中。

一般说,构件表层的应力都很大,例如在承受弯曲和扭转的构件中,其最大应力均发生在构件的表层。同时由于加工的原因,构件表层的刀痕或损伤处,又将引起应力集中。

因此,对疲劳强度要求高的构件,应采用精加工方法,以获得较高的表面质量。特别是对高强度钢这类对应力集中比较敏感的材料,其加工更需要精细。

4楼:匿名用户

主要影响因素如下:

1、屈服强度。材料的屈服强度和疲劳极限之间有一定的关系,一般来说,材料的屈服强度越高,疲劳强度也越高。

2、尺寸效应。材料的尺寸愈大,由于各种冷加工和热加工工艺所造成的缺陷可能性愈高,产生表面缺陷的可能性也越大,这些原因都会导致疲劳性能下降。

3、温度。碳钢的疲劳强度,从室温到120℃时下降,从120℃到350℃又上升,温度高于350℃以后又下降,在高温时没有疲劳极限。

疲劳破坏是机械零件失效的主要原因之一。据统计,在机械零件失效中大约有80%以上属于疲劳破坏,而且疲劳破坏前没有明显的变形,所以疲劳破坏经常造成重大事故,所以对于轴、齿轮、轴承、叶片、弹簧等承受交变载荷的零件要选择疲劳强度较好的材料来制造。

自此以后,人们发现疲劳是许多机械零部件(例如在高强度周期性循环载荷下运行的涡轮机和其他旋转设备)失效的罪魁祸首。

5楼:鹅子野心

材料的屈服强度和疲劳极限之间有一定的关系,一般来说,材料的屈服强度越高,疲劳强度也越高,因此,为了提高弹簧的疲劳强度应设法提高弹簧材料的屈服强度,或采用屈服强度和抗拉强度比值高的材料。对同一材料来说,细晶粒组织比粗细晶粒组织具有更高的屈服强度。

6楼:笃行在路上

温度还有就是环境的应力,

还有就是他所承载的重量

7楼:布忧卡卡无从

钢材的疲劳强度取决于应力集中和应力循环次数。截面几何形状处的应力集中尤为不利。

影响钢材疲劳的主要因素有哪些方面

8楼:匿名用户

影响钢材疲劳的主要因素是动力荷载和作用力;对承受动力荷载的结构应尽量采取缓冲卸荷的措施防止疲劳。

什么叫钢结构疲劳破坏,影响疲劳破坏的因素有那些?

9楼:暴走少女

一、疲劳

破坏现象

钢材在连续反复荷载作用下会发生疲劳破坏,这种疲劳破坏在钢结构和钢构件中同样会发生。与钢材发生疲劳破坏的不同处在于钢结构和钢构件由于制作或构造上的原因总会存在缺陷,而这些缺陷就成为裂缝的起源,在疲劳破坏过程中,可以认为不存在裂纹形成这个阶段。

因此,钢结构和钢构件疲劳破坏的阶段为裂纹的扩展和最后断裂两个阶段。裂纹的扩展是十分缓慢的,而断裂是在裂纹扩展到一定尺寸时瞬间完成的。在裂纹扩展部分,断口因经反复荷载频繁作用的磨合,表面光滑而且愈近裂纹源愈光滑,而瞬面断裂的裂口比较粗糙并呈颗粒状,具有脆性断裂的特征。

二、影响疲劳强度的因素

影响疲劳强度的主要因素是应力集中,这同样是影响钢结构和钢构件疲劳强度的主要因素。但在钢结构和钢构件中,产生应力集中的原因则极为复杂,因此钢结构和钢构件的疲劳强度的计算比钢材的要困难得多。

10楼:匿名用户

结构的疲劳

破坏一、疲劳破坏现象

钢材在连续反复荷载作用下会发生疲劳破坏,这种疲劳破坏在钢结构和钢构件中同

样会发生。与钢材发生疲劳破坏的不同处在于钢结构和钢构件由于制作或构造上的原

因总会存在缺陷,而这些缺陷就成为裂缝的起源,在疲劳破坏过程中,可以认为不存在裂

纹形成这个阶段。因此,钢结构和钢构件疲劳破坏的阶段为裂纹的扩展和最后断裂两个阶

段。裂纹的扩展是十分缓慢的,而断裂是在裂纹扩展到一定尺寸时瞬间完成的。在裂纹扩

展部分,断口因经反复荷载频繁作用的磨合,表面光滑而且愈近裂纹源愈光滑,而瞬面断裂

的裂口比较粗糙并呈颗粒状,具有脆性断裂的特征。

二、影响疲劳强度的因素

在钢材的疲劳破坏中提到影响疲劳强度的主要因素是应力集中。这同样是影响钢

结构和钢构件疲劳强度的主要因素。但在钢结构和钢构件中,产生应力集中的原因则极

为复杂,因此钢结构和钢构件的疲劳强度的计算比钢材的要困难得多。

钢结构和钢构件在截面突然改变处都会产生应力集中,如梁与柱的连接节点、柱脚、

梁和柱的变截面处以及截面形孔等削弱处。此外,对于非焊接结构,有钢材表面的凹凸

麻点、刻痕,轧钢时的夹渣、分层,切割边的不平整,冷加工产生的微裂纹以及螺栓孔等

等。对于焊接结构还有焊缝外形及其缺陷,缺陷包括气孔、咬肉、夹渣、焊根、起弧和灭弧

处的不平整、焊接裂纹等等。

除此之外,还有结构和构件中的残余应力以及结构和构件所处的环境等都会对其疲

劳强度有影响。在有腐蚀性介质的环境中,疲劳裂纹扩展的速率会受到不利的影响。

什么是钢材的疲劳破坏

11楼:苍山隐樵

在方向大小周期性变化的力的作用下,经过一定时间后钢材发生突然断裂的现象,称为疲劳破坏。

疲劳破坏的特点主要有三点:1.力为周期性变化的力;2.力不一定很大;3.断裂很突然,没预兆。

疲劳破坏发生的主要原因为:材料薄弱部位产生应力集中---产生微裂纹---损伤累积---突然断裂。

12楼:绫箫

是指钢材在远低于材料强度极限的交变应力作用下,材料发生破坏的现象

影响钢材疲劳强度的因素是什么?采取什么措施防止钢材的疲劳破坏?

13楼:匿名用户

外部因素:1.工作条件包括载

荷条件(应力状态,应力比,过,次载情况,平均应力)载荷频率,环境温度,环境介质

内部因素:1.力学上的:尺寸效应,表面粗糙度,缺口效应,残余应力(残余压应力提高疲劳强度,残余压应力降低疲劳强度)等

2.材料内部组织,合金成分:如结构钢,其中的碳能够强化基体,同时又可形成弥散碳化物进行弥散强化,提高材料的变形抗力,阻止疲劳裂纹的产生,从而提高疲劳强度,其他的合金元素可提高钢材的淬透性和改善钢材的强韧性来影响疲劳强度的。

从材料的热处理和组织来看,正火组织的疲劳强度最低,淬火回火的组织疲劳强度较高,回火马氏体的疲劳强度最高,回火托氏体次之,回火索氏体最低;淬火钢中若存在未溶铁素体和未转变的残余奥氏体,或是非马氏体组织,因他们都是比马氏体软的组织容易过早形成疲劳裂纹,会降低疲劳强度。

另外钢材中的非金属类夹杂物和冶金缺陷都会降低疲劳强度,因为这些都是萌生疲劳裂纹的发源地。

提高钢材疲劳强度的措施:降低应力集中,降低表面粗糙度,采用表面强化(表面喷丸,滚压,表面热处理,表面化学热处理如渗碳,渗氮等工艺),使用材料时注意材料纤维组织的方向,沿着纤维的方向疲劳强度高。

14楼:匿名用户

温度,湿度,腐蚀环境,引起的物理性状改变。

15楼:匿名用户

加工工艺、载荷性质、结构和材质是影响因素;采用优化设计,不论是系统设计、机构设计、材质选择、加工工艺等充分考虑,进行优化。

16楼:吕佳爱篮球

因素:应力集中的程度、应力循环特征值、应力循环次数n。

什么叫钢结构疲劳破坏,影响疲劳破坏的因素有那些

17楼:匿名用户

钢结构的疲劳破坏

一、疲劳破坏现象

钢材在连续反复荷载作用下会发生疲劳破坏,这种疲劳破坏在钢结构和钢构件中同

样会发生.与钢材发生疲劳破坏的不同处在于钢结构和钢构件由于制作或构造上的原

因总会存在缺陷,而这些缺陷就成为裂缝的起源,在疲劳破坏过程中,可以认为不存在裂

纹形成这个阶段.因此,钢结构和钢构件疲劳破坏的阶段为裂纹的扩展和最后断裂两个阶段.裂纹的扩展是十分缓慢的,而断裂是在裂纹扩展到一定尺寸时瞬间完成的.

在裂纹扩展部分,断口因经反复荷载频繁作用的磨合,表面光滑而且愈近裂纹源愈光滑,而瞬面断裂的裂口比较粗糙并呈颗粒状,具有脆性断裂的特征.

二、影响疲劳强度的因素

在钢材的疲劳破坏中提到影响疲劳强度的主要因素是应力集中.这同样是影响钢结构和钢构件疲劳强度的主要因素.但在钢结构和钢构件中,产生应力集中的原因则极为复杂,因此钢结构和钢构件的疲劳强度的计算比钢材的要困难得多.

钢结构和钢构件在截面突然改变处都会产生应力集中,如梁与柱的连接节点、柱脚、

梁和柱的变截面处以及截面形孔等削弱处.此外,对于非焊接结构,有钢材表面的凹凸

麻点、刻痕,轧钢时的夹渣、分层,切割边的不平整,冷加工产生的微裂纹以及螺栓孔等

等.对于焊接结构还有焊缝外形及其缺陷,缺陷包括气孔、咬肉、夹渣、焊根、起弧和灭弧处的不平整、焊接裂纹等等.

除此之外,还有结构和构件中的残余应力以及结构和构件所处的环境等都会对其疲劳强度有影响.在有腐蚀性介质的环境中,疲劳裂纹扩展的速率会受到不利的影响.

何为钢材的疲劳强度极限?或何为钢材的耐久疲劳强度

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