疲勞與斷裂第二章應(yīng)力疲勞(編輯修改稿)
2024-11-12 19:20 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 鍍層越厚，影響越大； 10 4 10 5 10 6 10 7 N S 500 400 300 200 150 鍍鎳 +噴丸 噴丸 +鍍鎳 基材 鍍鎳 鍍鎳、噴丸對(duì)疲勞性能的影響 熱軋或鍛造，會(huì)使表面脫碳，強(qiáng)度下降并在表面引入拉伸殘余應(yīng)力?？墒蛊跇O限降低 50%甚至更多。材料強(qiáng)度越高，影響越大。 滲碳或滲氮，可提高表層材料強(qiáng)度并引入殘余壓應(yīng)力，使鋼材疲勞極限提高。對(duì)于缺口件，效果更好。 鍍鋅或鍍鎘，影響較小，但防磨蝕效果比鍍鉻差。 鍍前滲氮，鍍后噴丸等，可以減小其不利影響。 24 Care should be taken when using the idea of an endurance limit, a “safe stress” below which fatigue will not occur. Only plain carbon and lowalloy steel exhibit this property, and it may disappear due to high temperatures, corrosive environments, and periodic overloads. 用持久極限作為低于它將不出現(xiàn)疲勞的安全應(yīng)力時(shí) , 必須要注意。 只有普通碳鋼和低合金鋼才有上述特性，且這一特性可能由于高溫、腐蝕環(huán)境和周期超載而消失。 25 As a general trend the following factors will reduce the value of endurance limit: Tensile mean stress, Large section size, Rough surface finish, Chrome and nickel plating, Decarborization (due to fing and hot rolling) 拉伸平均應(yīng)力 大截面尺寸 表面粗造 鍍鉻和鍍鎳 鍛造或熱軋脫碳 26 The following factors tend to increase the endurance limit: Nitriding, hardening carbonization, shot peening, Clod rolling. 滲氮 硬化處理 碳化（滲碳） 噴丸 冷軋 27 再 見(jiàn) 習(xí)題： 22， 24， 25 再見(jiàn)！ 謝謝！第一次課完 請(qǐng)繼續(xù)第二次課 返回主目錄 28 第二章 應(yīng)力疲勞 SN曲線 平均應(yīng)力的影響 影響疲勞性能的若干因素 缺口疲勞 變幅載荷譜下的疲勞壽命 隨機(jī)譜與循環(huán)計(jì)數(shù)法 返回主目錄 29 缺口疲勞 (notch effect) 實(shí)際零構(gòu)件 缺口 應(yīng)力集中 疲勞性能下降。 Almost all machine ponents and structural members contain some form geometrical or microstructural discontinuities. These discontinuities, or stress concentrations, often result in maximum local stresses at the discontinuity which are many times greater than the nominal stress of the members. In ideally elastic members the ratio of these stresses is designated as Kt , the theoretical stress concentration factor. 30 In the stresslife approach the effect of notches is accounted for by the fatigue notch factor, Kf , which is the ratio between the unnotched fatigue strength of a member and the corresponding notched fatigue strength at a given life. In general, the fatigue notch factor, Kf , is smaller then Kt . 在應(yīng)力壽命法中，缺口的影響是用疲勞缺口系數(shù)Kf 表示的， Kf 是在給定壽命下，無(wú)缺口構(gòu)件疲勞強(qiáng)度與相應(yīng)的缺口件疲勞強(qiáng)度之比。一般地說(shuō)，疲勞缺口系數(shù) Kf 小于理論彈性應(yīng)力集中系數(shù) Kt 。 31 變幅載荷譜下的疲勞壽命 variable amplitude loading Up to now, the discussion about fatigue behavior has dealt with constant amplitude loading. In contrast, most service loading histories have a variable amplitude and can be quite plex. 到目前為止，關(guān)于疲勞性能的討論處理的都是恒幅載荷。然而事實(shí)上，大多數(shù)使用載荷歷程具有可變的幅度且可能相當(dāng)復(fù)雜。 32 典型載荷塊 ： “ 100起落 ” ，“ 萬(wàn)公里 ” ， “ 年 ” 等。 總譜是典型塊的重復(fù) 。 S N (起落次數(shù) ) 100 200 某飛機(jī)主輪轂實(shí)測(cè)載荷譜 滑行 滑行 滑行 拐彎 拐彎 著陸 著陸 載荷譜分實(shí)測(cè)譜和設(shè)計(jì)譜。 設(shè)計(jì)壽命期內(nèi)的載荷總譜 。 S S1 n3 S2 S3 n2 n1 0 n 設(shè)計(jì)載荷譜 33 2. Miner線性累積損傷理論 若構(gòu)件在某恒幅應(yīng)力水平 S作用下，循環(huán)至破壞的壽命為 N，則循環(huán)至 n次時(shí)的損傷定義為： D=n/N 若 n=0, 則 D=0， 構(gòu)件未受損傷； n D 0 n1 D1 D隨循環(huán)數(shù) n線性增長(zhǎng)： N 1 若 n=N，則 D=1， 發(fā)生疲勞破壞。 疲勞破壞判據(jù)為： D=1 Di=ni /Ni 34 Miner累積損傷理論是線性的 ； 損傷和 D與載荷 Si的作用次序無(wú)關(guān)。 ni 是在 Si作用下的循環(huán)次數(shù)， 由載荷譜給出 ； Ni 是在 Si下循環(huán)到破壞的壽命 ， 由 SN曲線確定 。 若構(gòu)件在 k個(gè)應(yīng)力水平 Si作用下，各經(jīng)受 ni次循環(huán)，總損傷為： ( i=1,2,...k ) D D n N i k i i = = ? ?1 Miner 線性 累
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