疲勞斷裂機(jī)理以及對(duì)策

1、關(guān)于疲勞斷裂機(jī)理及對(duì)策第一張，PPT共二十六頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月脆性材料和韌性材料脆性：指材料受到外力時(shí)，其內(nèi)部容易產(chǎn)生裂紋并破壞的性質(zhì) 韌性：塑性變形和斷裂過(guò)程中吸收能量的能力 ，通過(guò)變形松弛應(yīng)力，重新分布第二張，PPT共二十六頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月彈性(Elasticity)：卸載后變形可以恢復(fù)特性，可逆性。塑性(Plasticity)：固體金屬在外力作用下能穩(wěn)定地產(chǎn)生永久變形而不破壞其完整性的能力 屈服(Yielding)：開(kāi)始產(chǎn)生塑性變形的臨界狀態(tài)損傷(Damage)：材料內(nèi)部缺陷產(chǎn)生及發(fā)展的過(guò)程斷裂(Fracture)：宏觀(guān)裂紋產(chǎn)生、擴(kuò)展到變形體破斷的過(guò)程 材料的幾個(gè)基本概念強(qiáng)

2、度：構(gòu)件抵抗破壞的能力剛性：構(gòu)件抵抗變形的能力第三張，PPT共二十六頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月材料變形過(guò)程 以單向拉伸為例說(shuō)明彈塑性變形過(guò)程與特點(diǎn)。金屬變形分為彈性、塑性變形、破裂三個(gè)階段。 ss- 屈服強(qiáng)度，材料塑形變形sb- 抗拉強(qiáng)度，材料斷裂se- 彈性極限sk- 斷裂應(yīng)力第四張，PPT共二十六頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月材料特性指標(biāo) E-彈性模量（抗壓）G-抗剪模量u-泊松比第五張，PPT共二十六頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月金屬試樣斷裂形式脆性材料尺度小第六張，PPT共二十六頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月傳統(tǒng)強(qiáng)度設(shè)計(jì)方法 傳統(tǒng)強(qiáng)度設(shè)計(jì)方法通常以設(shè)定最大載荷下計(jì)算材料受力狀態(tài)（拉伸，壓縮或剪切），以材料

3、屈服強(qiáng)度（或剪切強(qiáng)度）校核，并設(shè)定安全系數(shù)（如1.5，4）作為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)。第七張，PPT共二十六頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月傳統(tǒng)的強(qiáng)度校核設(shè)計(jì)弊端第八張，PPT共二十六頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月斷裂力學(xué)基本概念構(gòu)件斷裂破壞原因主要為： 低應(yīng)力條件下造成裂紋擴(kuò)展直至斷裂 應(yīng)力腐蝕（應(yīng)力和腐蝕作用）產(chǎn)生裂紋及擴(kuò)張，造成構(gòu)件強(qiáng)度不足 實(shí)際構(gòu)件應(yīng)用中只有極少量構(gòu)件斷裂或破損由于強(qiáng)度不足造成塑形變形或脆性斷裂 斷裂力學(xué)即以裂紋形成，發(fā)展，擴(kuò)充，直至斷裂過(guò)程為研究對(duì)象的學(xué)科第九張，PPT共二十六頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月疲勞斷裂過(guò)程，圖片第十張，PPT共二十六頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月疲勞斷裂機(jī)理-裂紋第十一張，

4、PPT共二十六頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月疲勞斷裂機(jī)理-裂紋第十二張，PPT共二十六頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月疲勞斷裂過(guò)程第十三張，PPT共二十六頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月疲勞斷裂機(jī)理-缺陷形成 1 裂尖位錯(cuò)發(fā)射和斷裂位錯(cuò) 2 晶體疲勞和晶界 3 脆性材料微小裂紋擴(kuò)展 4 變形和損傷 第十四張，PPT共二十六頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月疲勞斷裂機(jī)理-材料缺陷和裂紋第十五張，PPT共二十六頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月疲勞斷裂機(jī)理-微觀(guān)缺陷位錯(cuò)和晶界缺陷晶界缺陷第十六張，PPT共二十六頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月晶體缺陷-位錯(cuò)第十七張，PPT共二十六頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月1.材料雜質(zhì)，孔洞，切口等2.加工過(guò)程形成的

5、微小裂紋3.構(gòu)件幾何特征（尖角，臺(tái)階）引起的加工過(guò)程造成的殘留內(nèi)應(yīng)力集中，釋放后形成應(yīng)變（缺陷）4.構(gòu)件存在的臺(tái)階斷差等在負(fù)載下的材料應(yīng)力突變疲勞斷裂機(jī)理-宏觀(guān)缺陷第十八張，PPT共二十六頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月裂紋擴(kuò)展在交變應(yīng)力或脈沖應(yīng)力作用下，裂紋擴(kuò)展-疲勞斷裂定義。幅度越大，頻率越大則擴(kuò)展速度越快第十九張，PPT共二十六頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月交變力（應(yīng)變）和脈沖力（應(yīng)變）交變力脈沖力如循環(huán)受到拉/壓力如循環(huán)受到壓力*由某個(gè)正值減小為零的循環(huán)*彎矩/扭曲也適用第二十張，PPT共二十六頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月抗疲勞對(duì)策結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)材料選用加工過(guò)程后處理構(gòu)件加載狀態(tài) 基于以上斷裂分析，工程應(yīng)用中

6、為提高疲勞壽命，通過(guò)減少裂紋數(shù)量，裂紋大小程度及減緩裂紋擴(kuò)展速度進(jìn)行對(duì)策第二十一張，PPT共二十六頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月抗疲勞對(duì)策-結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)避免尖銳形狀，適當(dāng)增大過(guò)渡圓弧減少尺寸梯度原因：可減緩應(yīng)力梯度有利于減少加工過(guò)程造成的裂紋缺陷優(yōu)優(yōu)第二十二張，PPT共二十六頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月抗疲勞對(duì)策-材料選用適用條件下選用屈服強(qiáng)度低（塑形好）的材料原因：屈服強(qiáng)度指標(biāo)低反應(yīng)材料晶體缺陷（位錯(cuò)）少，晶界裂紋少第二十三張，PPT共二十六頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月抗疲勞對(duì)策-加工過(guò)程避免加工過(guò)程中造成微小裂紋或晶體位錯(cuò)增加切削加工采用鋒利刃具，小進(jìn)給量，恰當(dāng)?shù)臒崃總鬟f等措施，可減少加工過(guò)程的裂紋熱加工（熱鍛）及熱處理過(guò)程的微小裂紋或晶體位錯(cuò)控制第二十四張，PPT共二十六頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月抗疲勞對(duì)策- 加工后處理減少或消除表面受力部