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汽车技研:疲劳断裂

疲劳断裂(fatigue fracture),条件: 超出材料的疲劳极限。疲劳极限:在一定条件下(1)纯弯曲;(2)完全对称循环;(3)应力幅恒定;(4)频率在3000-10000次/分;小试样有足够大的过渡圆角,表面经过抛光;由实验中得出的,在10的七次方周次下仍不断裂的最大应力. 提高疲劳极限的途径主要有:在零件结构设计中尽量避免尖角、缺口和截面突变,以免产生应力集中而由此产生疲劳裂纹;提高零件表面加工质量,减少疲劳源;采用各种表面强化处理等。

常规疲劳强度计算是以名义应力为基础的,可分为无限寿命计算和有限寿命计算。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。

来源:汽车技研

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