疲劳强度

时间:2024-03-26 20:49:09编辑:奇事君

疲劳强度概念

疲劳强度是材料在无限次循环荷载下持续使用的极限强度。在循环荷载作用下,材料容易发生疲劳破坏。与静态强度不同,疲劳强度与损伤积累、循环次数等因素有关。疲劳强度的概念源于产品设计和工程应用,因为在现实工程循环载荷的应用中,材料常常遭受重复荷载,导致材料疲劳破坏。因此,了解并测试材料的疲劳强度和疲劳寿命,可以有效地评估产品的可靠性和耐久性,从而保证产品的安全和寿命。疲劳强度的大小取决于材料的化学组成、晶界、织构等内部因素以及荷载的载荷幅值、载荷频率、温度湿度等外部条件。为了有效地使用材料,需要进行适当的疲劳强度测试,以确定其疲劳强度、工作极限和安全工作剩余寿命。


接触疲劳强度计算公式

接触疲劳强度计算公式:N<=Ns(Ns为疲劳曲线上材料屈服极限σ [s])。疲劳强度算法零件的疲劳寿命与零件的应力、应变水平有关,它们之间的关系可以用应力一寿命曲线(σ-N曲线)和应变一寿命曲线(δ-Ν曲线)表示。应力一寿命曲线和应变一寿命曲线,统称为S-N曲线。根据试验可得其数学表达式:σmN=C式中:N应力循环数;m、C材料常数。在疲劳试验中,实际零件尺寸和表面状态与试样有差异,常存在由圆角、键槽等引起的应力集中,所以,在使用时必须引入应力集中系数K、尺寸系数ε和表面系数β。研究意义:如果作用在某一截面上的全应力和这一截面垂直,即该截面上只有正应力,切应力为零,则这一截面称为主平面,其法线方向称为应力主方向或应力主轴,其上的应力称为主应力。如果三个坐标轴方向都是主方向,则称这一坐标系为主坐标系。滚动轴承、齿轮和凸轮等零件,在较高的接触应力的反复作用下,会在接触表面的局部区域产生小块或小片金属剥落,形成麻点和凹坑,使零件运转噪声增大,振动加剧,温度升高,磨损加快,最后导致零件失效。因此设计这类零件时,必须考虑接触强度,包括接触静强度和接触疲劳强度。

提高构件疲劳强度的措施方法有哪些?

1、缓和应力集中适当加大截面突变处的过渡圆角以及其它措施,有利于缓和应力集中。2、提高构件表面质量在应力非均匀分布在情形(例如弯曲和扭转)下,疲劳裂纹大都从构件表面开始形成和扩展。因此,通过机构的或化学的方法对构件表面进行强化处理,改善表面层质量,将使构件的疲劳强度有明显的提高。表面热处理和化学处理(例如表面高频淬火、渗碳、渗氮和氰化等),冷压机械加工(例如表面滚压和喷丸处理等),都有助于提高构件表面层的质量。断裂FEA应力分析可以预测裂纹的产生。许多其他技术,包括动态非线性有限元分析可以研究与裂纹的延伸相关的应变问题。由于设计工程师最希望从一开始就防止疲劳裂纹的出现,确定材料的疲劳强度。裂纹开始出现的时间以及裂纹增长到足以导致零部件失效的时间由下面两个主要因素决定:零部件的材料和应力场。材料疲劳测试方法可以追溯到19 世纪,由August Wöhler 第一次系统地提出并进行了疲劳研究。标准实验室测试采用周期性载荷,例如旋转弯曲、悬臂弯曲、轴向推拉以及扭转循环。

提高构件疲劳强度的主要措施有哪些

1、缓和应力集中适当加大截面突变处的过渡圆角以及其它措施,有利于缓和应力集中。2、提高构件表面质量在应力非均匀分布在情形(例如弯曲和扭转)下,疲劳裂纹大都从构件表面开始形成和扩展。因此,通过机构的或化学的方法对构件表面进行强化处理,改善表面层质量,将使构件的疲劳强度有明显的提高。表面热处理和化学处理(例如表面高频淬火、渗碳、渗氮和氰化等),冷压机械加工(例如表面滚压和喷丸处理等),都有助于提高构件表面层的质量。扩展资料疲劳破坏特点1、破坏应力值远低于材料在静载下的强度指标。2、构件在确定的应力水平下发生疲劳破坏需要一个过程,即需要一定量的应力交变次数。3、构件在破坏前和破坏时都没有明显的塑性变形,即使在静载下塑性很的材料,也特呈现脆性断裂。4、同一疲劳破坏断口,一般都明显的两个区域:光滑区域和颗粒区域。 参考资料来源:百度百科-疲劳强度

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