金屬疲勞斷裂的特點_第1頁
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文檔簡介

1、金屬疲勞破壞的特點零件在交變應力作用下損壞叫做疲勞破壞。據統計，在機械零件失效中有80%以上屬于疲勞破壞。例如大多數軸類零件，通常受到的交變應力為對稱循環應力，這種應力可以是彎曲應力、扭轉應力、或者是兩者的復合。如火車的車軸，是彎曲疲勞的典型，汽車的傳動軸、后橋半軸主要是承受扭轉疲勞，柴油機曲軸和汽輪機主軸則是彎曲和扭轉疲勞的復合。再如齒輪在嚙合過程中，所受的負荷在零到某一極大值之間變化，而缸蓋螺栓則處在大拉小拉的狀態中，這類情況叫做拉-拉疲勞；連桿不同于螺栓，始終處在小拉大壓的負荷中，這類情況叫做拉-壓疲勞。我們還可以列舉很多常用的機械零件所受的負荷情況，綜合這些情況就會得到上面已經4-0疲

2、勞斷口的SE照片提過的結論：大多數零件的失效是屬于疲勞破壞的。疲勞破壞的特點盡管疲勞載荷有各種類型，但它們都有一些共同的特點。第一，斷裂時并無明顯的宏觀塑性變形，斷裂前沒有明顯的預兆，而是突然地破壞。第二，引起疲勞斷裂的應力很低，常常低于靜載時的屈服強度。第三，疲勞破壞能清楚地顯示出裂紋的發生、擴展和最后斷裂三個組成部份。疲勞斷口分析我們已經知道，疲勞損壞有裂紋的發生、擴展直至最終斷裂三部分，對疲勞宏觀斷口的分析就可以證實這-0）。一個典型的疲勞斷口總是由疲勞源，疲勞裂紋擴展區和最終斷裂區三部份構成。疲勞斷口有各種型式，它取決于載荷的類型，即所受應力為彎曲應力、扭轉應力還是拉-壓應力，同時與應

3、力的大小和應力集中程度有關。圖4-1是彎曲疲勞的斷口。在承受低名義應力時，對于應力集中較小的，疲勞裂紋擴展區占的面積相對說比較大，而且最終斷裂區并不正好位于疲勞源的對側，而是以逆旋轉方向偏離一個位置。對于應力集中較大的,不僅擴展區減小，而且最終斷裂區已不在軸的表面，漸漸移向中心。在承受高名義應力時，即使對應力集中小的軸，表面的疲勞源已有多處，裂紋擴展形成棘輪形，最終斷裂區位于軸的中心。對于高應力集中的軸，表面的疲勞源更多。低應力集中C大倚)高應力冥中(小南)D低W又應力南彳義應力圖4-1應力集中和名義應力的大小對旋轉彎曲疲勞斷口的影響對扭轉疲勞斷口，可有三種型式，見圖4-2圖42招轉疲勞斷口和軸內成45,即沿最大拉應力作用的平面斷裂，橫斷面呈星狀。當應力集中較大時呈鋸齒狀。和軸向垂直，橫斷面呈階梯狀。和軸向平行，橫斷面呈階梯狀。對第二、第三種情形，都是沿著最大切應力平面斷裂。從理論上看，一般材料的剪切強度都低于材料自身的拉斷強度。而對扭轉軸，在表面上的拉應力和剪切力在數值上相等。之所以出現第一種斷裂型式

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