動(dòng)態(tài)疲勞根據(jù)工件的工作環(huán)境能分成幾種狀態(tài)

閱讀：1139發(fā)布時(shí)間：2022-6-10

　　動(dòng)態(tài)疲勞試驗(yàn)機(jī)用于進(jìn)行測(cè)定金屬、合金材料及其構(gòu)件(如操作關(guān)節(jié)、固接件、螺旋運(yùn)動(dòng)件等)在室溫狀態(tài)下的拉伸、壓縮或拉壓交變負(fù)荷的疲勞特性、疲勞壽命、預(yù)制裂紋及裂紋擴(kuò)展試驗(yàn)。

　　動(dòng)態(tài)疲勞根據(jù)工件的工作環(huán)境可分為：

　　腐蝕疲勞、低溫疲勞、高溫疲勞。

　　一般把材料與結(jié)構(gòu)發(fā)生疲勞損傷前的強(qiáng)度定義為“疲勞極限”。

　　沖擊疲勞

　　是指重復(fù)沖擊載荷所引起的疲勞。當(dāng)沖擊次數(shù)N小于500~1000次即破壞時(shí)，零件的斷裂形式與一次沖擊相同；當(dāng)沖擊次數(shù)大于10次時(shí)的破壞，零件斷裂屬于疲勞斷裂，并具有典型的疲勞斷口特征。在設(shè)計(jì)計(jì)算中，當(dāng)沖擊次數(shù)大于100次時(shí)，用類似于疲勞的方法計(jì)算強(qiáng)度。

　　接觸疲勞

　　零件在循環(huán)接觸應(yīng)力作用下產(chǎn)生累計(jì)損傷，經(jīng)過(guò)一定循環(huán)次數(shù)后，接觸表面發(fā)生麻點(diǎn)、淺層或深層剝落的過(guò)程，稱為接觸疲勞。接觸疲勞是齒輪、滾動(dòng)軸承和凸輪軸的典型失效形式。

　　熱疲勞

　　由于溫度循環(huán)產(chǎn)生循環(huán)熱應(yīng)力所導(dǎo)致的材料或零件的疲勞稱為熱疲勞。溫度循環(huán)變化導(dǎo)致材料體積循環(huán)變化，當(dāng)材料的自由膨脹或收縮受到約束時(shí)，產(chǎn)生循環(huán)熱應(yīng)力或循環(huán)熱應(yīng)變。

　　產(chǎn)生熱應(yīng)力情況主要有兩種：

　　1、零件的熱脹冷縮受到固持零件的外加約束而產(chǎn)生熱應(yīng)力；

　　2、雖然沒(méi)有外加約束，但兩件各部分的溫度不一致，存在著溫度梯度，導(dǎo)致各部分熱脹冷縮不一致而產(chǎn)生熱應(yīng)力。

　　溫度交變作用，除了產(chǎn)生熱應(yīng)力外，還會(huì)導(dǎo)致材料內(nèi)部組織變化，使強(qiáng)度和塑性降低。熱疲勞條件下的溫度分布不是均勻的，在溫度梯度大的地方，塑性變形嚴(yán)重，熱應(yīng)變集中較大；當(dāng)熱應(yīng)變超過(guò)彈性極*，熱應(yīng)力與熱應(yīng)變就不呈線性關(guān)系，此時(shí)求解熱應(yīng)力就要按彈塑性關(guān)系處理。熱疲勞裂紋從表面開(kāi)始向內(nèi)部擴(kuò)展，方向與表面垂直。

　　熱應(yīng)力的大小與熱脹系數(shù)成正比，熱脹系數(shù)越大，熱應(yīng)力越大。所以在選材時(shí)要考慮材料的匹配，即不同材料熱膨脹系數(shù)的差別不能太大。在相同的熱應(yīng)變條件下，材料的彈性模量越大，熱應(yīng)力就越大；溫度循環(huán)變化越大，即上下限溫差越大，則熱應(yīng)力就越大；材料的熱導(dǎo)率越低，則快速加速或冷卻過(guò)程中，溫度梯度越陡，熱應(yīng)力也越大。

　　腐蝕疲勞

　　腐蝕介質(zhì)和循環(huán)應(yīng)力(應(yīng)變)的復(fù)合作用所導(dǎo)致的疲勞稱為腐蝕疲勞。腐蝕介質(zhì)與靜應(yīng)力共同作用產(chǎn)生的腐蝕破壞稱為應(yīng)力腐蝕。兩者的區(qū)別在于，應(yīng)力腐蝕只有在特定的腐蝕環(huán)境中才發(fā)生，而腐蝕疲勞在任何腐蝕環(huán)境及循環(huán)應(yīng)力復(fù)合作用下，都會(huì)發(fā)生腐蝕疲勞斷裂。應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂，有一個(gè)臨界應(yīng)力強(qiáng)度因子K，當(dāng)應(yīng)力強(qiáng)度因子K≤K，就不會(huì)發(fā)生應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂；而腐蝕疲勞不存在臨界應(yīng)力強(qiáng)度因子，只要在腐蝕環(huán)境中有循環(huán)應(yīng)力繼續(xù)作用，斷裂總是會(huì)發(fā)生的。

　　區(qū) 別：

　　腐蝕疲勞與空氣中的疲勞區(qū)別在于，腐蝕疲勞過(guò)程中，除不銹鋼和滲氮鋼以外，機(jī)械零部件表面均變色。腐蝕疲勞形成的裂紋數(shù)目較多，即呈多裂紋。腐蝕疲勞的S-N曲線沒(méi)有水平部分，因此，對(duì)于腐蝕疲勞極限，一定要指出是某一壽命下的值，即只存在條件腐蝕疲勞極限。影響腐蝕疲勞強(qiáng)度的因素要比空氣中疲勞多而且復(fù)雜，如在空氣中，疲勞試驗(yàn)頻率小于1000HZ時(shí)，頻率基本上對(duì)疲勞極限沒(méi)有影響，但腐蝕疲勞在頻率的整個(gè)范圍內(nèi)都有影響。

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