影響鋼材疲勞的主要因素有哪些方面

2021-05-31 10:48:37 字數 5006 閱讀 4493

1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儘量採取緩衝卸荷的措施防止疲勞。

鋼材疲勞強度與哪些因素有關應力集中程度

2樓:可愛的海天管業

機械零件,如軸、復齒輪、軸承、葉片、制彈簧等,在工作過程中各點的應力隨時間作性的變化,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。疲勞強度是指材料在無限多次交變載荷作用下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。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。

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。

影響鋼材疲勞強度的主要因素有哪些

3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,使截面的改變儘量緩慢,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,應儘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。

4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。

5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。

6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

7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。

影響軸的疲勞強度的因素有哪些

8樓:

你好,軸的應力,一般容易集中在軸的臺階處,因此在設計、加工軸臺階的時候,一定要留有過渡圓弧。

也要儘量避免臺階軸直徑的劇烈變化,安裝軸承位置的軸頸直徑不要突然減細許多,以降低軸的應力集中,因為一般斷裂往往出現在安裝軸承的臺階處。如果此處能設計的粗大一些,是提高強度的最佳手段。

而提高軸的疲勞強度,對那些承受扭力的細長軸很重要。我曾經遇到過一個細長攪拌機軸(垂直安裝的)反覆斷裂,更換過多種材料都不行,也曾經換了不鏽鋼材料也無濟於事,無奈,我選了40cr,製造時我給定的熱處理規範沒有按照一般調質鋼的規範,而是進行淬火後只進行簡單低溫回火,儘量保持硬度。

這樣,使用了很久,再也沒有斷過。說明提高疲勞強度主要的手段就是提高淬火硬度,犧牲一點韌性是沒有關係的。能解決主要矛盾就好。

打字不易,希望採納,謝謝了!

影響鋼材效能的因素有哪些?

9樓:匿名使用者

(1)由於某種因素的影響而使鋼材強度提高,塑性、韌性下降,增加脆性的現象稱之為硬化現象。一般為重複荷載作用下彈性極限提高(進入塑性階段後發生)。

(2)冷加工時(常溫進行彎折、衝孔剪下等),鋼材發生塑性變形從而使鋼材變硬的現象稱之為冷作硬化。

(3)鋼材中的c、n,隨著時間的增長和溫度的變化,而形成碳化物和氮化物,使鋼材變脆的「老化」現象稱之為時效硬化。

2、溫度的影響

(1)正溫影響

總體影響規律為溫度上升,鋼材的強度降低,塑性、韌性提高,溫度達450-600oc左右時,鋼材的強度幾乎降至為零,而塑性、韌性極大,易於進行熱加工,此溫度稱之為熱煅溫度。

需要說明:鋼材在250o左右時,強度提高,塑性、韌性下降,鋼材表面呈藍色,這一現象稱之為藍脆現象。鋼材在200o以上時應採取隔熱措施。

(2)負溫影響

隨著溫度的降低鋼材的強度提高,塑性、韌性降低,脆性增大,稱之為低溫冷脆,當溫度降至某一特定溫度時鋼材的脆性急劇增大,稱此溫度點為轉脆溫度。

3、生產工藝的影響

(1)冶煉過程主要控制化學成分。

(2)澆鑄的影響主要為脫氧方法:沸騰鋼用mn為脫氧劑,時間快,**低,質量差;鎮靜鋼用si為脫氧劑,時間慢,**高,***。

(3)反覆的軋製可使得鋼材規格變小,改善鋼材的塑性,同時可以使鋼材中的氣孔、裂紋、疏鬆等缺陷焊合,使金屬晶體組織密實,晶粒細化,消除纖維組織缺陷,使鋼材的力學效能提高。同一牌號的鋼材,厚度或直徑越小,強度越高。

影響零件疲勞極限的因素有哪

10樓:匿名使用者

一個是交變載荷,另一個是零件的粗糙度與材料的金相組織過於粗大。同時零件的形狀也有關係,變截面、厚薄不均、溝槽等易於產生應力集中,影響材料的抗疲勞效果。

什麼叫鋼結構疲勞破壞,影響疲勞破壞的因素有那些?

11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。

12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,如樑與柱的連線節點、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。

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