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voleuro鐵蟲 (初入文壇)
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[交流]
影響應(yīng)力集中與斷裂失效的因素
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零件或構(gòu)件在加工以及材料在冶煉過程中不可避免地會產(chǎn)生一些缺陷，就會在在特定部位產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象。當(dāng)應(yīng)力集中區(qū)的應(yīng)力大于材料的強度極限時，就會導(dǎo)致機械構(gòu)件首先在應(yīng)力集中部位或附近發(fā)生斷裂失效。 （1）材料力學(xué)性能的影響通常，材料硬度越高，脆性越大，塑性和韌性越低，應(yīng)力集中作用越強烈，其裂紋擴展速率也越大。 （2）零件幾何形狀的影響許多零件由于結(jié)構(gòu)上的需要或設(shè)計上的不合理，在結(jié)構(gòu)上有尖銳的凸邊、溝槽或缺口等，在加工或使用過程中，將在這些尖銳部位產(chǎn)生很大的應(yīng)力集中而導(dǎo)致開裂，見圖所示。 （3）零件應(yīng)力狀態(tài)的影響當(dāng)材料質(zhì)量合格、幾何形狀合理的情況下，裂紋起源的部位主要受零件應(yīng)力狀態(tài)的影響，此時，裂紋將在最大應(yīng)力處形成。例如，在單向彎曲疲勞時，疲勞裂紋一般起源于受力一邊的應(yīng)力最大處；在雙向彎曲疲勞時，疲勞裂紋一般起源于受力兩邊的應(yīng)力最大處；在齒輪齒面上的裂紋，一般起源于節(jié)圓附近；具有臺階的軸，承受扭轉(zhuǎn)、彎曲、切應(yīng)力的聯(lián)合作用時，裂紋一般起源于最大（危險）截面的臺階過渡處。在這些部位，應(yīng)盡量避免人為的應(yīng)力集中，如表面的加工缺陷、溝槽、臺階過渡處的不光滑等。 （4）加工缺陷的影響由于零部件加工精度要求不高，或者沒有按照圖樣要求加工，致使零件的實際應(yīng)力集中系數(shù)比計算值高出許多，從而使實際應(yīng)力加大，導(dǎo)致開裂失效。由于加工刀痕等加工缺陷存在，在零件以后的服役過程中，由刀痕引起的應(yīng)力集中也往往導(dǎo)致裂紋的產(chǎn)生。 對于焊接或鑄造缺陷，如焊接接頭的咬邊、鑄件的錯縫等，也易引起應(yīng)力集中，從而導(dǎo)致使用中的開裂。 （5）裝配、檢驗產(chǎn)生缺陷的影響 設(shè)備和構(gòu)件在安裝過程中，如果不嚴格執(zhí)行操作規(guī)范，就會產(chǎn)生不應(yīng)有的安裝缺陷，如構(gòu)件表面的劃傷、錘擊坑等。 在設(shè)備和構(gòu)件的檢驗、維修中，也會造成應(yīng)力集中，從而導(dǎo)致開裂。 637477761098051197_1.png |
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