疲勞強度是什麼,有什麼用,疲勞強度都有哪些影響因素?

2021-03-19 18:18:58 字數 4535 閱讀 3065

1樓:濟寧鈦浩機械****

疲勞強度是指材料在無限多次交變載荷作用而不會產生破壞的最大應力,稱為疲勞強度或疲勞極限。實際上,金屬材料並不可能作無限多次交變載荷試驗。

常規疲勞強度計算是以名義應力為基礎的,可分為無限壽命計算和有限壽命計算。

機械零件,如軸、齒輪、軸承、葉片、彈簧等,在工作過程中各點的應力隨時間作週期性的變化,這種隨時間作週期性變化的應力稱為交變應力(也稱迴圈應力)。在交變應力的作用下,雖然零件所承受的應力低於材料的屈服點,但經過較長時間的工作後產生裂紋或突然發生完全斷裂的現象稱為金屬的疲勞。

一般試驗時規定,鋼在經受次、非鐵(有色)金屬材料經受次交變載荷作用時不產生斷裂時的最大應力稱為疲勞強度。當施加的交變應力是對稱迴圈應力時,所得的疲勞強度用σ–1表示。

疲勞破壞是機械零件失效的主要原因之一。據統計,在機械零件失效中大約有80%以上屬於疲勞破壞,而且疲勞破壞前沒有明顯的變形,所以疲勞破壞經常造成重大事故,所以對於軸、齒輪、軸承、葉片、彈簧等承受交變載荷的零件要選擇疲勞強度較好的材料來製造。

疲勞強度都有哪些影響因素?

2樓:濟寧鈦浩機械****

疲勞強度是指材料在無限多次交變載荷作用而不會產生破壞的最大應力,稱為疲勞強度或疲勞極限。實際上,金屬材料並不可能作無限多次交變載荷試驗。

影響疲勞強度的因素:

1、屈服強度

材料的屈服強度和疲勞極限之間有一定的關係,一般來說,材料的屈服強度越高,疲勞強度也越高,因此,為了提高彈簧的疲勞強度應設法提高彈簧材料的屈服強度,或採用屈服強度和抗拉強度比值高的材料。對同一材料來說,細晶粒組織比粗細晶粒組織具有更高的屈服強度。

2、表面狀態

最大應力多發生在彈簧材料的表層,所以彈簧的表面質量對疲勞強度的影響很大。彈簧材料在軋製、拉拔和卷制過程中造成的裂紋、疵點和傷痕等缺陷往往是造成彈簧疲勞斷裂的原因。

材料表面粗糙度愈小,應力集中愈小,疲勞強度也愈高。材料表面粗糙度對疲勞極限的影響。隨著表面粗糙度的增加,疲勞極限下降。

在同一粗糙度的情況下,不同的鋼種及不同的卷制方法其疲勞極限降低程度也不同,如冷卷彈簧降低程度就比熱卷彈簧小。因為鋼製熱卷彈簧及其熱處理加熱時,由於氧化使彈簧材料表面變粗糙和產生脫碳現象,這樣就降低了彈簧的疲勞強度。

對材料表面進行磨削、強壓、拋丸和滾壓等。都可以提高彈簧的疲勞強度。

3、尺寸效應

材料的尺寸愈大,由於各種冷加工和熱加工工藝所造成的缺陷可能性愈高,產生表面缺陷的可能性也越大,這些原因都會導致疲勞效能下降。因此在計算彈簧的疲勞強度時要考慮尺寸效應的影響。

4、冶金缺陷

冶金缺陷是指材料中的非金屬夾雜物、氣泡、元素的偏析,等等。存在於表面的夾雜物是應力集中源,會導致夾雜物與基體介面之間過早地產生疲勞裂紋。採用真空冶煉、真空澆注等措施,可以大大提高鋼材的質量。

5、腐蝕介質

彈簧在腐蝕介質中工作時,由於表面產生點蝕或表面晶界被腐蝕而成為疲勞源,在變應力作用下就會逐步擴充套件而導致斷裂。例如在淡水中工作的彈簧鋼,疲勞極限僅為空氣中的10%~25%。腐蝕對彈簧疲勞強度的影響,不僅與彈簧受變載荷的作用次數有關,而且與工作壽命有關。

所以設計計算受腐蝕影響的彈簧時,應將工作壽命考慮進去。

在腐蝕條件下工作的彈簧,為了保證其疲勞強度,可採用抗腐蝕效能高的材料,如不鏽鋼、非鐵金屬,或者表面加保護層,如鍍層、氧化、噴塑、塗漆等。實踐表明鍍鎘可以大大提高彈簧的疲勞極限。

6、溫度

碳鋼的疲勞強度,從室溫到120℃時下降,從120℃到350℃又上升,溫度高於350℃以後又下降,在高溫時沒有疲勞極限。在高溫條件下工作的彈簧,要考慮採用耐熱鋼。在低於室溫的條件下,鋼的疲勞極限有所增加。

什麼叫疲勞?衡量疲勞強度的指標是什麼?

3樓:theking於

金屬疲勞:指材料、零構件在迴圈應力或迴圈應變作用下,在一處或幾處逐漸產生區域性永久性累積損傷,經一定迴圈次數後產生裂紋或突然發生完全斷裂的過程。

指標為:1疲勞極限是指經過無窮多次應力迴圈而不發生破壞時的最大應力值,又稱為持久極限。

2疲勞裂紋擴充套件門檻值δkth

4樓:匿名使用者

這個沒聽說過有什麼明確的指標吧。。自己感覺了,感覺非常困了就很疲勞撒。眼睛都睜不開了,那就是疲勞的不行了。很多生理的反映是沒法用計量的方式來表示的。

金屬材料的疲勞強度指的是什麼

5樓:山東萬通汽車學院

金屬部件在交變應力的長期作用下,會在小於材料的強度極限,甚至在小於屈服極限的應力下斷裂,這種現象稱為疲勞。金屬材料在無限多次交變應力作用下,不致引起斷裂的最大應力稱為疲勞極限或疲勞強度。

6樓:匿名使用者

打個比方給你吧.比如一根鐵線,你要想把它拉斷,可能性不大,因為它的大.超過你的拉力.

而我們可以把鐵絲拗彎,再反個方向再拗彎(這就叫交變載荷),如些重複數次,鐵絲就會斷了.鐵絲抵抗這樣的交變載荷破壞的能力就叫做抗拉強度或疲勞極限.從這個現象可以看出:

疲勞強度遠小於抗拉強度

7樓:匿名使用者

首先疲勞失效是金屬材料常見的失效形式,特別是軸類,連桿,軸承類等零件,長期在應力下工作的工件材料都要求較高的疲勞強度,這樣的可以提高零件的使用壽命。疲勞強度同時還與硬度、強度、韌性有較大關係,所以他是金屬材料的重要力學效能指標

8樓:匿名使用者

疲勞強度是指金屬材料在無限多次交變載荷作用下而不破壞的最大應力稱為疲勞強度或疲勞極限。實際上,金屬材料並不可能作無限多次交變載荷試驗。一般試驗時規定,鋼在經受10ˇ7次、非鐵(有色)金屬材料經受10ˇ8次交變載荷作用時不產生斷裂時的最大應力稱為疲勞強度。

當施加的交變應力是對稱迴圈應力時,所得的疲勞強度用σ–1表示。

許多機械零件,如軸、齒輪、軸承、葉片、彈簧等,在工作過程中各點的應力隨時間作週期性的變化,這種隨時間作週期性變化的應力稱為交變應力(也稱迴圈應力)。在交變應力的作用下,雖然零件所承受的應力低於材料的屈服點,但經過較長時間的工作後產生裂紋或突然發生完全斷裂的現象稱為金屬的疲勞。

疲勞破壞是機械零件失效的主要原因之一。據統計,在機械零件失效中大約有80%以上屬於疲勞破壞,而且疲勞破壞前沒有明顯的變形,所以疲勞破壞經常造成重大事故,所以對於軸、齒輪、軸承、葉片、彈簧等承受交變載荷的零件要選擇疲勞強度較好的材料來製造。

9樓:陽光蛋殼仔

疲勞強度是指材料在無限多次交變載荷作用而不會產生破壞的最大應力,稱為疲勞強度或疲勞極限。

金屬材料的疲勞強度與什麼有關?

10樓:戲子無義

金屬材料疲勞斷裂的特點是:

(1)載荷應力是交變的;

(2)載荷的作用時間較長;

(3)斷裂是瞬時發生的;

(4)無論是塑性材料還是脆性材料,在疲勞斷裂區都是脆性的。 所以,疲勞斷裂是工程上最常見、最危險的斷裂形式。

金屬材料的疲勞現象,按條件不同可分為下列幾種:

(1)高周疲勞:指在低應力(工作應力低於材料的屈服極限,甚至低於彈性極限)條件下,應力迴圈週數在100000以上的疲勞。它是最常見的一種疲勞破壞。高周疲勞一般簡稱為疲勞。

(2)低周疲勞:指在高應力(工作應力接近材料的屈服極限)或高應變條件下,應力迴圈週數在10000~100000以下的疲勞。由於交變的塑性應變在這種疲勞破壞中起主要作用,因而,也稱為塑性疲勞或應變疲勞。

(3)熱疲勞:指由於溫度變化所產生的熱應力的反覆作用,所造成的疲勞破壞。

(4)腐蝕疲勞:指機器部件在交變載荷和腐蝕介質(如酸、鹼、海水、活性氣體等)的共同作用下,所產生的疲勞破壞。

(5)接觸疲勞:這是指機器零件的接觸表面,在接觸應力的反覆作用下,出現麻點剝落或表面壓碎剝落,從而造成機件失效破壞。

金屬的疲勞強度指的是什麼

11樓:匿名使用者

金屬內部結構並不均勻,從而造成應力傳遞的不平衡,有的地方會成為應力集中區。與此同時,金屬內部的缺陷處還存在許多微小的裂紋。在力的持續作用下,裂紋會越來越大,材料中能夠傳遞應力部分越來越少,直至剩餘部分不能繼續傳遞負載時,金屬構件就會全部毀壞。

早在100多年以前,人們就發現了金屬疲勞給各個方面帶來的損害。但由於技術的落後,還不能查明疲勞破壞的原因。直到顯微鏡和電子顯微鏡相繼出現之後,使人類在揭開金屬疲勞祕密的道路上不斷取得新的成果,並且有了巧妙的辦法來對付這個大敵。

在金屬材料中新增各種「維生素」是增強金屬抗疲勞的有效辦法。例如,在鋼鐵和有色金屬裡,加進萬分之幾或千萬分之幾的稀土元素,就可以大大提高這些金屬抗疲勞的本領,延長使用壽命。隨著科學技術的發展,現已出現「金屬免疫**」新技術,通過事先引入的辦法來增強金屬的疲勞強度,以抵抗疲勞損壞。

此外,在金屬構件上,應儘量減少薄弱環節,還可以用一些輔助性工藝增加表面光潔度,以免發生鏽蝕。對產生震動的機械裝置要採取防震措施,以減少金屬疲勞的可能性。在必要的時候,要進行對金屬內部結構的檢測,對防止金屬疲勞也很有好處。

金屬疲勞所產生的裂紋會給人類帶來災難。然而,也有另外的妙用。現在,利用金屬疲勞斷裂特性製造的應力斷料機已經誕生。

可以對各種效能的金屬和非金屬在某一切口產生疲勞斷裂進行加工。這個過程只需要1―2秒鐘的時間,而且,越是難以切削的材料,越容易通過這種加工來滿足人們的需要。

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