影響鋼材疲勞強度的主要因素有哪些

2021-03-06 09:10:05 字數 6000 閱讀 4733

1樓:月似當時

1、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。

2、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。

3、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%。

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。

擴充套件資料

構件截面改變越激烈,應力集中係數就越大。因此工程上常採用改變構件外形尺寸的方法來減小應力集中。如採用較大的過渡圓角半徑,使截面的改變盡量緩慢,如果圓角半徑太大而影響裝配時,可採用間隔環。

既降低了應力集中又不影響軸與軸承的裝配。此外還可採用凹圓角或解除安裝槽以達到應力平緩過渡。

設計構件外形時,應盡量避免帶有尖角的孔和槽。在截面尺寸突然變化處(階梯軸),當結構需要直角時,可在直徑較大的軸段上開解除安裝槽或退刀槽減小應力集中;當軸與輪轂採用靜配合時,可在輪轂上開減荷槽或增大配合部分軸的直徑,並採用圓角過渡,從而可縮小輪轂與軸的剛度差距,減緩配合面邊緣處的應力集中。

一般說,構件表層的應力都很大,例如在承受彎曲和扭轉的構件中,其最大應力均發生在構件的表層。同時由於加工的原因,構件表層的刀痕或損傷處,又將引起應力集中。

因此,對疲勞強度要求高的構件,應採用精加工方法,以獲得較高的表面質量。特別是對高強度鋼這類對應力集中比較敏感的材料,其加工更需要精細。

2樓:匿名使用者

主要影響因素如下:

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。

2、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。

3、溫度。碳鋼的疲勞強度,從室溫到120℃時下降,從120℃到350℃又上公升,溫度高於350℃以後又下降,在高溫時沒有疲勞極限。

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。

自此以後,人們發現疲勞是許多機械零部件(例如在高強度週期性迴圈載荷下執行的渦輪機和其他旋轉裝置)失效的罪魁禍首。

3樓:鵝子野心

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。

4樓:篤行在路上

溫度還有就是環境的應力,

還有就是他所承載的重量

5樓:布憂卡卡無從

鋼材的疲勞強度取決於應力集中和應力迴圈次數。截面幾何形狀處的應力集中尤為不利。

什麼叫鋼材的疲勞斷裂?影響鋼材疲勞強度的因素有哪些

6樓:xhj北極星以北

鋼材的疲勞斷裂是微觀裂紋在連續反覆荷載作用下不斷擴充套件直至斷裂的脆性破壞。

鋼材的疲勞強度取決於構造狀況(應力集中程度和殘餘應力)、作用的應力幅、反覆荷載的

迴圈次數。

7樓:匿名使用者

條件: 超出材料的疲勞極限。

疲勞極限:在一定條件下

(1)純彎曲;(2)完全對稱迴圈;(3)應力幅恆定;(4)頻率在3000-10000次/分;小試樣有足夠大的過渡圓角,表面經過拋光;由實驗中得出的,在10的七次方周次下仍不斷裂的最大應力

提高疲勞極限的途徑主要有:在零件結構設計中盡量避免尖角、缺口和截面突變,以免產生應力集中而由此產生疲勞裂紋;提高零件表面加工質量,減少疲勞源;採用各種表面強化處理等。

影響鋼材疲勞的主要因素有哪些方面

8樓:匿名使用者

影響鋼材疲勞的主要因素是動力荷載和作用力;對承受動力荷載的結構應盡量採取緩衝卸荷的措施防止疲勞。

影響鋼材疲勞強度的因素是什麼?採取什麼措施防止鋼材的疲勞破壞?

9樓:匿名使用者

外部因素:1.工作條件包括載

荷條件(應力狀態,應力比,過,次載情況,平均應力)載荷頻率,環境溫度,環境介質

內部因素:1.力學上的:尺寸效應,表面粗糙度,缺口效應,殘餘應力(殘餘壓應力提高疲勞強度,殘餘壓應力降低疲勞強度)等

2.材料內部組織,合金成分:如結構鋼,其中的碳能夠強化基體,同時又可形成瀰散碳化物進行瀰散強化,提高材料的變形抗力,阻止疲勞裂紋的產生,從而提高疲勞強度,其他的合金元素可提高鋼材的淬透性和改善鋼材的強韌性來影響疲勞強度的。

從材料的熱處理和組織來看,正火組織的疲勞強度最低,淬火回火的組織疲勞強度較高,回火馬氏體的疲勞強度最高,回火託氏體次之,回火索氏體最低;淬火鋼中若存在未溶鐵素體和未轉變的殘餘奧氏體,或是非馬氏體組織,因他們都是比馬氏體軟的組織容易過早形成疲勞裂紋,會降低疲勞強度。

另外鋼材中的非金屬類夾雜物和冶金缺陷都會降低疲勞強度,因為這些都是萌生疲勞裂紋的發源地。

提高鋼材疲勞強度的措施:降低應力集中,降低表面粗糙度,採用表面強化(表面噴丸,滾壓,表面熱處理,表面化學熱處理如滲碳,滲氮等工藝),使用材料時注意材料纖維組織的方向,沿著纖維的方向疲勞強度高。

10樓:匿名使用者

溫度,濕度,腐蝕環境,引起的物理性狀改變。

11樓:匿名使用者

加工工藝、載荷性質、結構和材質是影響因素;採用優化設計,不論是系統設計、機構設計、材質選擇、加工工藝等充分考慮,進行優化。

12樓:呂佳愛籃球

因素:應力集中的程度、應力迴圈特徵值、應力迴圈次數n。

鋼材疲勞強度與哪些因素有關

13樓:陳洪

我不怎麼記bai

得了,但我記得,鋼材的疲du勞強度zhi因焊接和非焊接而dao不同,非焊接的鋼回材的疲勞強度和應力答集中程度和最大最小應力比有關,而焊接鋼材的疲勞強度則和最大最小應力比是沒有關係的,與應力集中程度和最大應力及最小應力或者應力幅有關.其他細節等我回學校再查書告訴你.

14樓:yy語音佛擋殺佛

主要影響因素:

1.應力集中程度

2.應力迴圈特徵值

3.應力迴圈次數n

什麼叫鋼結構疲勞破壞,影響疲勞破壞的因素有那些?

15樓:暴走少女

一、疲勞

破壞現象

鋼材在連續反覆荷載作用下會發生疲勞破壞,這種疲勞破壞在鋼結構和鋼構件中同樣會發生。與鋼材發生疲勞破壞的不同處在於鋼結構和鋼構件由於製作或構造上的原因總會存在缺陷,而這些缺陷就成為裂縫的起源,在疲勞破壞過程中,可以認為不存在裂紋形成這個階段。

因此,鋼結構和鋼構件疲勞破壞的階段為裂紋的擴充套件和最後斷裂兩個階段。裂紋的擴充套件是十分緩慢的,而斷裂是在裂紋擴充套件到一定尺寸時瞬間完成的。在裂紋擴充套件部分,斷口因經反覆荷載頻繁作用的磨合,表面光滑而且愈近裂紋源愈光滑,而瞬面斷裂的裂口比較粗糙並呈顆粒狀,具有脆性斷裂的特徵。

二、影響疲勞強度的因素

影響疲勞強度的主要因素是應力集中,這同樣是影響鋼結構和鋼構件疲勞強度的主要因素。但在鋼結構和鋼構件中,產生應力集中的原因則極為複雜,因此鋼結構和鋼構件的疲勞強度的計算比鋼材的要困難得多。

16樓:匿名使用者

結構的疲勞

破壞一、疲勞破壞現象

鋼材在連續反覆荷載作用下會發生疲勞破壞,這種疲勞破壞在鋼結構和鋼構件中同

樣會發生。與鋼材發生疲勞破壞的不同處在於鋼結構和鋼構件由於製作或構造上的原

因總會存在缺陷,而這些缺陷就成為裂縫的起源,在疲勞破壞過程中,可以認為不存在裂

紋形成這個階段。因此,鋼結構和鋼構件疲勞破壞的階段為裂紋的擴充套件和最後斷裂兩個階

段。裂紋的擴充套件是十分緩慢的,而斷裂是在裂紋擴充套件到一定尺寸時瞬間完成的。在裂紋擴

展部分,斷口因經反覆荷載頻繁作用的磨合,表面光滑而且愈近裂紋源愈光滑,而瞬面斷裂

的裂口比較粗糙並呈顆粒狀,具有脆性斷裂的特徵。

二、影響疲勞強度的因素

在鋼材的疲勞破壞中提到影響疲勞強度的主要因素是應力集中。這同樣是影響鋼

結構和鋼構件疲勞強度的主要因素。但在鋼結構和鋼構件中,產生應力集中的原因則極

為複雜,因此鋼結構和鋼構件的疲勞強度的計算比鋼材的要困難得多。

鋼結構和鋼構件在截面突然改變處都會產生應力集中,如梁與柱的連線節點、柱腳、

樑和柱的變截面處以及截面形孔等削弱處。此外,對於非焊接結構,有鋼材表面的凹凸

麻點、刻痕,軋鋼時的夾渣、分層,切割邊的不平整,冷加工產生的微裂紋以及螺栓孔等

等。對於焊接結構還有焊縫外形及其缺陷,缺陷包括氣孔、咬肉、夾渣、焊根、起弧和滅弧

處的不平整、焊接裂紋等等。

除此之外,還有結構和構件中的殘餘應力以及結構和構件所處的環境等都會對其疲

勞強度有影響。在有腐蝕性介質的環境中,疲勞裂紋擴充套件的速率會受到不利的影響。

疲勞強度都有哪些影響因素?

17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。彈簧材料在軋制、拉拔和捲製過程中造成的裂紋、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捲製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℃又上公升,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。

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影響鋼材疲勞強度的因素是什麼?採取什麼措施防止鋼材的疲勞破壞

外部因素 1.工作條件包括載 荷條件 應力狀態,應力比,過,次載情況,平均應力 載荷頻率,環境溫度,環境介質 內部因素 1.力學上的 尺寸效應,表面粗糙度,缺口效應,殘餘應力 殘餘壓應力提高疲勞強度,殘餘壓應力降低疲勞強度 等 2.材料內部組織,合金成分 如結構鋼,其中的碳能夠強化基體,同時又可形成...