金属疲劳断裂的特点_第1页
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文档简介

1、金属疲劳破坏的特点零件在交变应力作用下损坏叫做疲劳破坏。据统计，在机械零件失效中有80%以上属于疲劳破坏。例如大多数轴类零件，通常受到的交变应力为对称循环应力，这种应力可以是弯曲应力、扭转应力、或者是两者的复合。如火车的车轴，是弯曲疲劳的典型，汽车的传动轴、后桥半轴主要是承受扭转疲劳，柴油机曲轴和汽轮机主轴则是弯曲和扭转疲劳的复合。再如齿轮在啮合过程中，所受的负荷在零到某一极大值之间变化，而缸盖螺栓则处在大拉小拉的状态中，这类情况叫做拉-拉疲劳；连杆不同于螺栓，始终处在小拉大压的负荷中，这类情况叫做拉-压疲劳。我们还可以列举很多常用的机械零件所受的负荷情况，综合这些情况就会得到上面已经4-0疲

2、劳断口的SE照片提过的结论：大多数零件的失效是属于疲劳破坏的。疲劳破坏的特点尽管疲劳载荷有各种类型，但它们都有一些共同的特点。第一，断裂时并无明显的宏观塑性变形，断裂前没有明显的预兆，而是突然地破坏。第二，引起疲劳断裂的应力很低，常常低于静载时的屈服强度。第三，疲劳破坏能清楚地显示出裂纹的发生、扩展和最后断裂三个组成部份。疲劳断口分析我们已经知道，疲劳损坏有裂纹的发生、扩展直至最终断裂三部分，对疲劳宏观断口的分析就可以证实这-0）。一个典型的疲劳断口总是由疲劳源，疲劳裂纹扩展区和最终断裂区三部份构成。疲劳断口有各种型式，它取决于载荷的类型，即所受应力为弯曲应力、扭转应力还是拉-压应力，同时与应

3、力的大小和应力集中程度有关。图4-1是弯曲疲劳的断口。在承受低名义应力时，对于应力集中较小的，疲劳裂纹扩展区占的面积相对说比较大，而且最终断裂区并不正好位于疲劳源的对侧，而是以逆旋转方向偏离一个位置。对于应力集中较大的,不仅扩展区减小，而且最终断裂区已不在轴的表面，渐渐移向中心。在承受高名义应力时，即使对应力集中小的轴，表面的疲劳源已有多处，裂纹扩展形成棘轮形，最终断裂区位于轴的中心。对于高应力集中的轴，表面的疲劳源更多。低应力集中C大倚)高应力冥中(小南)D低W又应力南彳义应力图4-1应力集中和名义应力的大小对旋转弯曲疲劳断口的影响对扭转疲劳断口，可有三种型式，见图4-2图42招转疲劳断口和轴内成45,即沿最大拉应力作用的平面断裂，横断面呈星状。当应力集中较大时呈锯齿状。和轴向垂直，横断面呈阶梯状。和轴向平行，横断面呈阶梯状。对第二、第三种情形，都是沿着最大切应力平面断裂。从理论上看，一般材料的剪切强度都低于材料自身的拉断强度。而对扭转轴，在表面上的拉应力和剪切力在数值上相等。之所以出现第一种断裂型式

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