评价金属材料疲劳性能的指标通常有以下几个主要指标:
疲劳寿命(FatigueLife):疲劳寿命是指材料在一定的应力水平下,经历一定数量的载荷循环后发生疲劳破坏的次数。
通常以循环次数(CycleCount)表示。
较高的疲劳寿命意味着材料在疲劳加载下更耐久。
疲劳极限(FatigueLimit):疲劳极限是指材料在应力水平低于某个临界值时,可以承受无限次数的载荷循环而不发生疲劳破坏。
疲劳极限常用于评估材料在低应力水平下的疲劳性能,一些金属材料具有明显的疲劳极限。
疲劳裕度(FatigueMargin):疲劳裕度是指材料实际使用时的应力水平与其疲劳极限之间的差值。较大的疲劳裕度意味着材料在实际使用中更安全。
疲劳强度(FatigueStrength):疲劳强度是指材料在特定循环次数下承受的最大应力水平。它反映了材料在疲劳加载下的抗疲劳性能。
这些指标之间有着密切的关系和特点:
疲劳寿命和疲劳强度之间的关系:通常情况下,疲劳寿命与疲劳强度呈反比关系。
即疲劳强度越高,材料的疲劳寿命越短,反之亦然。
这是因为更高的疲劳强度意味着在相同应力水平下,材料可能承受更大的应力幅值,从而导致更快的疲劳破坏。
疲劳极限和疲劳强度之间的关系:疲劳极限是一种特殊情况,只有在低应力水平下才会出现。
一般情况下,疲劳极限等于疲劳强度。
在疲劳极限以下,材料可以承受无限次数的载荷循环而不会发生疲劳破坏。
然而,很多金属材料并不具有明显的疲劳极限。
疲劳裕度和疲劳寿命之间的关系:疲劳裕度可以用来评估材料在实际应用中的安全性。较大的疲劳裕度意味着材料的疲劳寿命相对较长,使用更安全。通过在设计中考虑疲劳裕度,可以提高材料的疲劳寿命和可靠性。
疲劳极限和屈服极限的关系
何家大少说得对,脆性高就是韧性低---容易断裂。
材料的疲劳强度时指材料在低于屈服极限的交变应力作用下,经过N次应力循环而不断裂的最大应力值。
这个概念字面上不是很好理解,通俗地说,如果材料受力是静态应力,常常受力达到强度极限(一般强度极限值超过屈服强度值)以后才会断裂;而如果材料受的交变应力(也就是应力的大小和方向随时间变化的力),那就可能在低于屈服极限的应力下发生断裂----称为材料疲劳。
疲劳断裂时金属轴、齿轮等构件的主要失效方式,零件的疲劳常常是由零件本身存在缺陷如有尖角、划痕、内部夹渣等,这些缺陷在较低应力作用下称为裂纹源,随着交替变化的应力作用,裂纹源逐渐发展成为微小裂纹---裂纹不断扩展,直至断开。
由此可以得知,影响疲劳强度的主要因素一是交变应力的性质(大小和变化规律),二是循环次数N,三是材料质量(包括内部质量和加工表面,还包括工件结构比如尽量减少锐角),与塑性和脆性直接关系不大。
但是,一般来说塑性好的材料不容易断裂,也就是说脆性低,裂纹不容易扩展,从这方面说,塑性好的材料能够延缓裂纹的发生和扩展,推迟疲劳断裂的时间,对疲劳强度值的影响是不太明显的。
脆性与疲劳强度的关系与塑性相反,但是对于强度值影响一样不大。
提高疲劳强度有效的方法是:1-提高材料质量,如加工是尽可能表面粗糙度越小,不要留下划痕;材料内部致密均匀无缺陷;2-提高材料的强度极限。
时间证明疲劳强度与强度极限是正相关;3-是工件表面呈压应力状态。
表面压应力使得裂纹不容易在表面产生(拉应力导致裂纹)。
屈服强度是材料产生明显塑性变形时的应力(对照应力-应变图就看的很清楚)。
一般脆性材料如陶瓷,由于脆性很高,没有明显的塑性变形就断裂了,所以就没有尚未的屈服强度。
因此,屈服强度只有塑性材料才有。
不知说清楚了吗?涉及较多力学性能指标的概念,有问题再交流
还没有评论,来说两句吧...