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佰佰安全网 > 佰佰知识 > 安全百科 > 劳动安全 > 疲劳极限

1)非金属夹杂物。其作为微型缺口可引起应力集中而使弯曲疲劳强度降低。

2)表面脱碳。将使弯曲疲劳极限降低。

3)金相组织。淬火钢表层含有5%的非马氏体(体积分数)组织时,弯曲疲劳极限将降低10%。

4)齿根的几何状态。包括齿根圆角半径和表面粗糙度。齿根圆角经优化后,齿根应力集中将大大改善。

5)残余应力。齿面的残余压应力可降低弯曲拉应力峰值。经喷丸处理后,对残留奥氏体含量、内氧化层及残余应力都产生了影响,相应地提高了齿轮的弯曲疲劳强度。

疲劳试验可以预测材料或构件在交变载荷作用下的疲劳强度,一般该类试验周期较长,所需设备比较复杂,但是由于一般的力学试验如静力拉伸、硬度和冲击试验,都不能够提供材料在反复交变载荷作用下的性能,因此对于重要的零构件进行疲劳试验是必须的。

金属材料疲劳试验的一些常用试验方法通常包括单点疲劳试验法、升降法、高频振动试验法、超声疲劳试验法、红外热像技术疲劳试验方法等。

1、单点疲劳试验法

适用于金属材料构件在室温、高温或腐蚀空气中旋转弯曲载荷条件下服役的情况。该种方法在试样数量受限制的情况下,可近似测定疲劳曲线并粗略估计疲劳极限。试验所需的疲劳试验机一般为弯曲疲劳试验机和拉压试验机。

2、升降法疲劳试验

升降法疲劳试验是获得金属材料或结构疲劳极限的一种比较常用而又精确的方法,在常规疲劳试验方法测定疲劳强度的基础上或在指定寿命的材料或结构的疲劳强度无法通过试验直接测定的情况下,一般采用升降法疲劳试验间接测定疲劳强度。

确定齿轮接触疲劳强度应在齿轮试验机上进行试验齿轮的负荷运转试验。当齿面出现接触疲劳失效或齿面应力循环次数达到规定的循环基数N。而未失效时(以下简称“越出”),试验终止并获得齿面在试验应力下的一个寿命数据。当试验齿轮及试验过程均无异常时,通常将该数据称为“试验点”。根据不同的试验目的,选择小列不同的试验点的组合,经试验数据的统计处理,确定试验齿轮的接触疲劳特性曲线及接触疲劳极限应力。

(1)常规成组法

常规成组法用于测定试验齿轮的可靠度-应力-寿命曲线(即R-S-N曲线),求出试验齿轮的接触疲劳极限应力。

试验时取4~5个应力级,每个应力级不少于5个试验点(不包括越出点)。最高应力有中的各试验点的齿面应力循环次数不少于1×106。最高应力级与次高应力级的应力间隔为总试验应力范围的40%~50%,随着应力的降低,应力间隔逐渐减少。最低应力级至少有一个试验点越出。

材料在受到随时间而交替变化的荷载作用时,所产生的应力也会随时间作用交替变化,这种交变应力超过某一极限强度而且长期反复作用即会导致材料的破坏,这个极限称为材料的疲劳极限。

提高疲劳强度有哪些途径

(1)减应力集中中一对于零件上截面变化处,如孔、键槽、过渡圆角、螺纹等处要注意截面变化不可突然,孔的边缘、过渡圆角处应圆滑,表而要光洁。例如曲柄过渡圆角半径不应小于曲柄销径直径的5%,否则就会产生严重的弯曲应力集中。

(2)增强表层强度一采用渗碳、渗氮、碳氮共渗等表面化学热处理可有效地提高零件的表面疲劳强度:对构件表面实施冷机械加工,如采用喷丸、表面滚压等表面强化工艺可使表面形成一层预压应力层,降低了容易萌生疲劳裂纹的表面拉应力,显著提高零件表面的疲劳。

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