疲勞破壞

變化力作用下材料被破壞的現象

疲勞破壞指材料在遠低於材料強度極限的交變應力作用下,材料發生破壞的現象。任何材料都會發生疲勞破壞,因此在設計零部件及工程結構等時必須考慮到材料遭受疲勞破壞的時限,以免造成不必要的財產損失和人身傷亡事故。對於鋼材,在疲勞破壞之前並沒有明顯的變形,是一種突然發生的斷裂,斷口平直,屬於反覆荷載作用下的脆性破壞

簡介


疲勞破壞
疲勞破壞
鋼材在連續反覆荷載作用下會發生疲勞破壞,這種疲勞破壞在鋼結構和鋼構件中同樣會發生。與鋼材發生疲勞破壞的不同處在於鋼結構和鋼構件由於製作或構造上的原因總會存在缺陷,而這些缺陷就成為裂縫的起源,在疲勞破壞過程中,可以認為不存在裂
紋形成這個階段。因此,鋼結構和鋼構件疲勞破壞的階段為裂紋的擴展和最後斷裂兩個階段。裂紋的擴展是十分緩慢的,而斷裂是在裂紋擴展到一定尺寸時瞬間完成的。在裂紋擴展部分,斷口因經反覆荷載頻繁作用的磨合,表面光滑而且愈近裂紋源愈光滑,而瞬面斷裂的裂口比較粗糙並呈顆粒狀,具有脆性斷裂的特徵.

特點


1.力為周期性變化的力;
2.力不一定很大;3.斷裂很突然,沒預兆。影響因素1、應力集中。是影響鋼結構和鋼構件疲勞強度的主要因素。但在鋼結構和鋼構件中,產生應力集中的原因則極為複雜,因此鋼結構和鋼構件的疲勞強度的計算比鋼材的要困難得多。鋼結構和鋼構件在截面突然改變處都會產生應力集中,如梁與柱的連接節點、柱腳、梁和柱的變截面處以及截面形孔等削弱處.
2、對於非焊接結構,有鋼材表面的凹凸麻點、刻痕,軋鋼時的夾渣、分層,切割邊的不平整,冷加工產生的微裂紋以及螺栓孔等3、對於焊接結構還有焊縫外形及其缺陷,缺陷包括氣孔、咬肉、夾渣、焊根、起弧和滅弧處的不平整、焊接裂紋等等.4、結構和構件中的殘餘應力以及結構和構件所處的環境等都會對其疲勞強度有影響。在有腐蝕性介質的環境中,疲勞裂紋擴展的速率會受到不利的影響.