疲劳失效分析

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疲劳失效分析

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疲劳破坏是零件最常见的一种失效形式,根据国内外的统计显示，机械零件的破坏有60%~90%属于疲劳破坏,由此造成的经济损失是巨大的。根据材料或零件的失效机理可知，疲劳过程一般经历裂纹形核、裂纹扩展、裂纹失稳断裂三个阶段，表现为从无裂纹到小裂纹，之后裂纹扩展，最后达到临裂纹失稳断裂。江苏容大腐蚀检测机构根据疲劳寿命估算方法和材料的基本疲劳性能,采用分析法，再结合一些修正因子去估算结构件的疲劳寿命。根据材料的S-N曲线或者应力寿命曲线，评估材料的疲劳寿命。推断材料的疲劳破坏原因，找出延长疲劳寿命的措施，最大化的减少生产成本。

疲劳失效原因

金属零件产生疲劳断裂的原因各不相同，归纳起来可以从内因(材料的化学成分、组织、内部缺陷、材料强韧化、材料的选择及热处理状况等)和外因(零件几何形状及表面状态、装配与连接、使用环境因素、结构设计、载荷特性等)两个方面来考虑。下面我们就来说说疲劳失效分析的原因！

1、表面状态表面的粗糙度对材料的静强度影响不大，但对疲劳强度则有非常明显的影响。承受弯曲疲劳及扭转疲劳负荷的构件，其表面应力最高。大量疲劳失效分析表明，疲劳断裂绝大多数起源于构件的表面。因此，凡是制造工艺过程中产生各类裂纹(如淬火裂纹)，尖锐缺口(如表面粗糙度不符合要求、加工刀痕等)都将导致疲劳裂纹的形成并降低构件的疲劳寿命。表面粗糙度值越低，材料的疲劳极限越高，材料强度越高，表面粗糙度对疲劳极限的影响越显著。

2、零件的几何形状及尺寸零件的几何形状不合理，如存在槽、孔、圆角、缺口和螺纹等常见的外形不连续形式。由于外形不连续，就会产生应力集中。大的应力集中对疲劳裂纹形成和扩展有很大作用。零件尺寸对疲劳强度也有较大的影响，在弯曲、扭转载荷作用下其影响更大。一般来说，随着零件尺寸的增大，其疲劳极限下降。而且缺口试样比光滑试样的尺寸效应更为显著。疲劳强度尺寸效应的原因，其一是尺寸增大会增加表面的各种缺陷，增大疲劳裂纹的萌生概率;其二是零件尺寸增大会降低弯曲、扭转零件截面的应力梯度，增大表层高应力的体积，增加萌生疲劳裂纹的概率，因而其疲劳强度就降低。

3、装配与连接效应装配与连接效应对零件的疲劳寿命有很大影响。正确的拧紧力矩可使其疲劳寿命提高5倍以上，过大的拧紧力并非对提高连接的可靠性有利。