許多機械(xie)零件和(he)工程構件,是承受(shou)交變載(zai)荷工作的(de)。在交變載(zai)荷的(de)作用下,雖(sui)然(ran)應力(li)水平低于(yu)材(cai)料的(de)屈服極(ji)限,但經過長時間的(de)應力(li)反復循環作用以(yi)后,也會發生(sheng)突然(ran)脆性斷裂,這種現象(xiang)叫做金屬材(cai)料的(de)疲(pi)勞。
金屬材料疲勞斷裂的特點是:
⑴載荷應力是(shi)交變的;
⑵載荷的作(zuo)用時間較長;
⑶斷裂是瞬時(shi)發生的;
⑷無論是塑(su)性(xing)(xing)材料(liao)還是脆性(xing)(xing)材料(liao),在疲勞斷裂區都是脆性(xing)(xing)的。
所以(yi),疲勞(lao)斷裂是(shi)工程(cheng)上常見、危險的斷裂形式。
金屬材料(liao)的疲(pi)勞現象(xiang),按條(tiao)件(jian)不同可分(fen)為(wei)下列幾(ji)種:
⑴高周(zhou)疲勞(lao):指在(zai)低(di)應(ying)(ying)力(工(gong)作應(ying)(ying)力低(di)于材料的(de)屈(qu)服(fu)極(ji)限(xian),甚至低(di)于彈(dan)性(xing)極(ji)限(xian))條件下,應(ying)(ying)力循環周(zhou)數在(zai)100000以(yi)上的(de)疲勞(lao)。它是常(chang)見的(de)一種疲勞(lao)破壞(huai)。高周(zhou)疲勞(lao)一般簡稱為疲勞(lao)。
⑵低(di)周(zhou)疲(pi)勞(lao)(lao):指在(zai)(zai)高應(ying)(ying)力(工作應(ying)(ying)力接近材料的屈(qu)服極(ji)限(xian))或高應(ying)(ying)變條件(jian)下,應(ying)(ying)力循(xun)環(huan)周(zhou)數在(zai)(zai)10000~100000以下的疲(pi)勞(lao)(lao)。由于交變的塑性(xing)應(ying)(ying)變在(zai)(zai)這種(zhong)疲(pi)勞(lao)(lao)破壞中起主(zhu)要(yao)作用,因而(er),也稱為塑性(xing)疲(pi)勞(lao)(lao)或應(ying)(ying)變疲(pi)勞(lao)(lao)。
⑶熱(re)疲(pi)勞:指由于溫度變化所產生(sheng)的熱(re)應力的反復作用,所造成的疲(pi)勞破壞。
⑷腐蝕(shi)疲勞(lao):指機器部件在交變載(zai)荷(he)和(he)腐蝕(shi)介質(zhi)(如(ru)酸、堿、海水、活性氣體(ti)等)的(de)共同作用(yong)下,所產(chan)生的(de)疲勞(lao)破壞。
⑸接(jie)(jie)觸疲(pi)勞:這是指機(ji)器(qi)零(ling)件(jian)(jian)的接(jie)(jie)觸表面,在接(jie)(jie)觸應力的反復(fu)作用下(xia),出現麻點剝(bo)落或表面壓碎(sui)剝(bo)落,從而(er)造成機(ji)件(jian)(jian)失效(xiao)破(po)壞(huai)。