材料的力學(xué)性能(5)(參考版)
2024-10-21 16:22本頁面
【正文】 本章結(jié)束 。這是對于長裂紋。 沖擊疲勞試驗時，錘頭以一定的能量沖擊試件，從而使試件發(fā)生疲勞斷裂。 6．表面噴丸強(qiáng)化 是既能延長裂紋形成壽命，又能延長裂紋擴(kuò)展壽命的有效方法。 3．微量合金化 向低碳鋼中加鈮，大幅度地提高鋼的強(qiáng)度和裂紋形成門檻值，大幅度地延長裂紋形成壽命 。 疲勞裂紋擴(kuò)展壽命估算 （ 824） （ 823） 零件的裂紋擴(kuò)展壽命 Np，可按下式估算 ? ??????? ciaaf dNdadaN? ?? ciaa mp KC daN 延壽技術(shù) 1．細(xì)化晶粒 隨著晶粒尺寸的減小，合金的裂紋形成壽命和疲勞總壽命延長。 (經(jīng)驗公式 ) 按 (823)式計算裂紋擴(kuò)展壽命，要選擇合適的裂紋擴(kuò)展速率公式，確定初始裂紋尺寸 ai和臨界裂紋尺寸 ac，即積分的上、下限。 降低疲勞裂紋擴(kuò)展速率的途徑 疲勞裂紋擴(kuò)展速率表達(dá)式 da／ dN＝ C△ Km (818) 式中 C， m為實(shí)驗測定的常數(shù)。 為了精確地估算零件的裂紋擴(kuò)展壽命 最著名 ―― Paris裂紋擴(kuò)展速率公式 提高 ΔKth之值，使裂紋擴(kuò)展速率大大降低。 ? III區(qū)為 裂紋 快速擴(kuò)展區(qū) ， da／ dN ＞ 106 105 m／cycle, 并隨著 △ K的增大而迅速升高。 ? II區(qū)為 中部區(qū)或 穩(wěn)態(tài)擴(kuò)展區(qū) ，對應(yīng)于 da／ dN＝ 108106 m／ cycle。實(shí)驗測定的裂紋擴(kuò)展門檻值常定義為： da／ dN＝ 13 1010 m／ cycle時的 △ K值。當(dāng) △ K≤△ Kth 時， da／dN＝ 0。 圖 828 典型的疲勞裂紋擴(kuò)展速率曲線 疲勞裂紋擴(kuò)展速率曲線可以分為三個區(qū)： ? I區(qū)為 近門檻區(qū) ，裂紋擴(kuò)展速率隨著 △ K的降低而迅速降低，以至 da／ dN→0 。 圖 827 裂紋長度與加載循環(huán)數(shù)關(guān)系曲線 ?再將相應(yīng)的裂紋長度，代入應(yīng)力強(qiáng)度因子表達(dá)式計算出 △ K。 疲勞裂紋形成壽命的估算 (略 ) 疲勞裂紋擴(kuò)展速率及門檻值 疲勞裂紋擴(kuò)展速率的測定 在固定的載荷 △ P和應(yīng)力比 R下進(jìn)行。在給定的 △ ε或 △ εp下，測定疲勞壽命 Nf，將應(yīng)變疲勞實(shí)驗數(shù)據(jù)在 logNflog△ ε雙對數(shù)坐標(biāo)紙上作圖，即得應(yīng)變疲勞壽命曲線。 圖 821循環(huán)硬化 (1)和循環(huán)軟化（ 2）變化情況示意圖 應(yīng)變疲勞曲線和表達(dá)式 總應(yīng)變范圍 △ ε是彈性應(yīng)變范圍 △ εe與塑性應(yīng)變范圍 △ εp之和： △ ε=△ εe+△ εp 應(yīng)變疲勞試驗時試件所受的循環(huán)應(yīng)變幅超出彈性極限，故試件的疲勞壽命短，故又將 應(yīng)變疲勞 稱為 低循環(huán)疲勞 或 低周疲勞 。 當(dāng) △ εp =C時 ， 應(yīng)力幅隨循環(huán)加載次數(shù)變化示意圖 。 在彈性范圍內(nèi)加載和 卸載 ，其變形在宏觀上是 可逆 的。 循環(huán)應(yīng)力 應(yīng)變曲線 當(dāng)加載超出彈性范圍，應(yīng)變的變化落后于應(yīng)力，形成 應(yīng)力 應(yīng)變回線 ，在循環(huán)加載的初期，應(yīng)力 應(yīng)變回線并
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