疲勞強度的案例
金屬材料疲勞強度的8大主要影響因素 附疲勞強度徐灝下載
比較而言，碳是影響材料強度的最主要因素。而一些在鋼中形成夾雜物的雜質元素則對疲勞強度產生不利影響。
6. 熱處理和顯微組織的影響
不同的熱處理狀態會得到不同的顯微組織，因此，熱處理對疲勞強度的影響，實質上就是顯微組織的影響。同一成分的材料，由于熱處理不同，雖然可以得到相同的靜強度，但由于組織的不同，疲勞強度可在相當大的范圍內變化。
在相同的強度水平時，片狀珠光體的疲勞強度明顯要低于粒狀珠光體。同是粒狀珠光體，其滲碳體顆粒越細小，則疲勞強度越高。
顯微組織對材料疲勞性能的影響，除了和各種組織本身的機械性能特性有關外，還和晶粒度以及復合組織中組織的分布特征有關。細化晶粒可提高材料的疲勞強度。
7. 夾雜物的影響
夾雜物本身或由它而產生的孔洞相當于微小缺口，在交變載荷作用下將產生應力集中和應變集中，成為疲勞斷裂的裂紋源，對材料的疲勞性能造成不良影響。夾雜物對疲勞強度的影響不僅取決于夾雜物的種類、性質、形狀、大小、數量和分布，而且還取決于材料的強度水平以及外加應力水平及狀態等因素。
不同類型的夾雜物其機械和物理性能不同，和母材性能之間的差異不同，對疲勞性能的影響也不同。一般說來，易變形的塑性夾雜物（如硫化物）對鋼的疲勞性能影響較小，而脆性夾雜物（如氧化物、硅酸鹽等）則有較大的危害。比基體膨脹系數大的夾雜物）因在基體中產生壓應力而影響小，而比基體膨脹系數小的夾雜物因在基體中產生拉應力而影響大。
夾雜物與母材結合的緊密程度也會影響疲勞強度。硫化物易于變形，和母材結合緊密，而氧化物易于脫離母材，造成應力集中。由此可知，從夾雜物的類型來說，硫化物的影響較小，而氧化物、氮化物和硅酸鹽等則是危害較大的。
展開 影響金屬材料疲勞強度的八大因素
熱處理和顯微組織的影響
不同的熱處理狀態會得到不同的顯微組織，因此，熱處理對疲勞強度的影響，實質上就是顯微組織的影響。同一成份的材料，由于熱處理不同，雖然可以得到相同的靜強度，但由于組織的不同，疲勞強度可在相當大的范圍內變化。
在相同的強度水平時，片狀珠光體的疲勞強度明顯要低于粒狀珠光體。同是粒狀珠光體，其滲碳體顆粒越細小，則疲勞強度越高。
顯微組織對材料疲勞性能的影響，除了和各種組織本身的機械性能特性有關外，還和晶粒度以及復合組織中組織的分布特征有關。細化晶粒可提高材料的疲勞強度。
夾雜物的影響
夾雜物本身或由它而產生的孔洞相當于微小缺口，在交變載荷作用下將產生應力集中和應變集中，成為疲勞斷裂的裂紋源，對材料的疲勞性能造成不良影響。夾雜物對疲勞強度的影響不僅取決于夾雜物的種類、性質、形狀、大小、數量和分布，而且還取決于材料的強度水平以及外加應力水平及狀態等因素。
不同類型的夾雜物其機械和物理性能不同，和母材性能之間的差異不同，對疲勞性能的影響也不同。一般說來，易變形的塑性夾雜物（如硫化物）對鋼的疲勞性能影響較小，而脆性夾雜物（如氧化物、硅酸鹽等）則有較大的危害。
比基體膨脹系數大的夾雜物（如硫化物）因在基體中產生壓應力而影響小，而比基體膨脹系數小的夾雜物（如氧化鋁等）因在基體中產生拉應力而影響大。
夾雜物與母材結合的緊密程度也會影響疲勞強度。硫化物易于變形，和母材結合緊密，而氧化物易于脫離母材，造成應力集中。由此可知，從夾雜物的類型來說，硫化物的影響較小，而氧化物、氮化物和硅酸鹽等則是危害較大的。
展開 【材料課堂】疲勞強度的影響因素
此時應力集中系數就無法真實地反映缺口對疲勞強度的影響。因此常用疲勞缺口系數Kf（fatigue notch factor，過去又被稱為有效應力集中系數）來更直接地反映疲勞強度的真實的降低程度。
這里，σw0，σw分別為無缺口光滑試樣和缺口試樣的疲勞極限。
圖14-4為鋼的應力集中系數Kt與疲勞缺口系數Kf之間的關系。由圖可見，對于低中碳鋼，在應力集中系數小于2～2.5時Kt與Kf基本相同，但當超過此數值時，Kf的增長速度明顯變慢。而對于高碳鋼等強度比較高的鋼，Kf隨Kt線性遞增的關系保持很長的范圍。由此可知，高強度鋼的疲勞強度對缺口的敏感性高而低中強度鋼的疲勞強度對缺口的敏感性較低。
一般情況下，Kf＜Kt，但對于高碳鋼尖銳缺口，還有可能存在Kt＞Kf的現象。對于螺栓類零件也存在這種現象，有時出現Kt為約4左右而Kf為8～10的情況。這主要是因為每個螺紋所分擔的載荷不均甚至載荷幾種在某扣螺紋上所致。
對于光滑材料，通過表面淬火、表面滲碳、表面氮化等表面熱處理可以有效地提高其疲勞強度。但是對于缺口材料，這些方法可能變的沒有效果甚至使疲勞強度反而降低。這是因為通過熱處理使其表面強度提高的同時，使缺口敏感性也變高的緣故。
圖14-5為高強度鋼和塑性較好的低強度鋼的缺口材料的疲勞強度隨應力集中程度的增加而變化的情況。在應力集中Kt較小的范圍內，高強度鋼的疲勞強度明顯比低強度鋼的高。但隨著應力集中系數的增加，高強度鋼的疲勞強度的降低速度明顯大于低強度鋼者，以致于高強度鋼的疲勞強度與低強度鋼的疲勞強度相差無幾。
對于焊接構件，由于焊接熱影響區在許多情況下恰好處于結構性缺口部位或在其附近，加之焊接缺陷、焊接殘余拉應力的作用等，使得疲勞強度可能大幅下降幾倍甚至十幾倍。
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金屬材料疲勞強度的八大主要影響因素
和滲碳、氮化以及碳氮共滲等化學熱處理相反，如果零件在熱處理過程中脫碳，使表層的強度降低，則會使材料的疲勞強度大幅度降低。同樣，表面鍍層（如鍍Cr、Ni等）由于鍍層中的裂紋造成的缺口效應、鍍層在基體金屬中引起的殘余拉應力以及電鍍過程中氫氣的浸入導到氫脆等原因，使疲勞強度降低。
采用感應淬火、表面火焰淬火以及低淬透性鋼的薄殼淬火，均可獲得一定深度的表面硬度化層，并在表層形成有利的殘余壓應力，因而也是提高零件疲勞強度的有效方法。
表面滾壓和噴丸等處理，由于能在試樣表面形成一定深度的形變硬化層，同時使表面產生殘余壓應力，因而也是提高疲勞強度的有效途徑。
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而一些在鋼中形成夾雜物的雜質元素則對疲勞強度產生不利影響。
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熱處理和顯微組織的影響
不同的熱處理狀態會得到不同的顯微組織，因此，熱處理對疲勞強度的影響，實質上就是顯微組織的影響。同一成份的材料，由于熱處理不同，雖然可以得到相同的靜強度，但由于組織的不同，疲勞強度可在相當大的范圍內變化。
在相同的強度水平時，片狀珠光體的疲勞強度明顯要低于粒狀珠光體。同是粒狀珠光體，其滲碳體顆粒越細小，則疲勞強度越高。
顯微組織對材料疲勞性能的影響，除了和各種組織本身的機械性能特性有關外，還和晶粒度以及復合組織中組織的分布特征有關。細化晶粒可提高材料的疲勞強度。
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夾雜物的影響
夾雜物本身或由它而產生的孔洞相當于微小缺口，在交變載荷作用下將產生應力集中和應變集中，成為疲勞斷裂的裂紋源，對材料的疲勞性能造成不良影響。夾雜物對疲勞強度的影響不僅取決于夾雜物的種類、性質、形狀、大小、數量和分布，而且還取決于材料的強度水平以及外加應力水平及狀態等因素。
不同類型的夾雜物其機械和物理性能不同，和母材性能之間的差異不同，對疲勞性能的影響也不同。一般說來，易變形的塑性夾雜物（如硫化物）對鋼的疲勞性能影響較小，而脆性夾雜物（如氧化物、硅酸鹽等）則有較大的危害。
比基體膨脹系數大的夾雜物（如硫化物）因在基體中產生壓應力而影響小，而比基體膨脹系數小的夾雜物（如氧化鋁等）因在基體中產生拉應力而影響大。
夾雜物與母材結合的緊密程度也會影響疲勞強度。硫化物易于變形，和母材結合緊密，而氧化物易于脫離母材，造成應力集中。由此可知，從夾雜物的類型來說，硫化物的影響較小，而氧化物、氮化物和硅酸鹽等則是危害較大的。
展開 飛機結構疲勞強度與斷裂分析
（三）裝配效應的影響
使用經驗和疲勞試驗表明，各種裝配效應對結構的疲勞強度影響很大。
（四）使用環境的影響
1.腐蝕疲勞
金屬受到腐蝕，將產生“腐蝕疲勞”，使疲勞強度降低，因為腐蝕使金屬表面產生無數的小應力集中點，促使疲勞裂紋的形成。
2.擦傷疲勞
當兩個相互接觸的固體表面具有微小的相對運動時，表面會受到損傷，這就會引起“擦傷疲勞”（或稱“擦傷腐蝕”）。
3.高溫疲勞和低溫疲勞
溫度對結構的疲勞強度也有影響。
4.熱疲勞
構件在交變的熱應力作用下引起的破壞稱為“熱疲勞”。這種熱應力主要來自兩方面，①由溫度分布不均所引起的；②限制金屬自由膨脹或收縮所引起的。熱疲勞破壞常常表現為金屬表面細微裂紋網絡的形成，叫做“龜裂”。
5.聲疲勞
在聲環境下工作的構件，因為受到噪音的激勵而產生振動，由這種強迫振動引起的破壞，稱為“聲疲勞”或“噪音疲勞”。
五、提高飛機結構疲勞強度的措施
目前飛機設計制造，在結構布局、材料選擇和工藝方法等方面，都采取了許多措施來提高飛機結構疲勞強度。這里僅就與使用維護有關的方面作一介紹。
（一）減緩局部應力
由于應力集中是影響疲勞強度的主要因素。因此，減緩局部應力是提高構件疲勞強度的一項重要措施。在維護使用中減緩局部應力的方法，主要是增大圓角半徑和打止裂孔。
1.增大圓角半徑
減緩局部應力的一般原則是：防止截面有急劇的變化，當這種變化不可避免時，應保證這種變化有足夠的圓角半徑。
殲6飛機前起落架輪叉在接耳根部易產生裂紋，就是由于接耳根部的圓角半徑過小（只有），且接耳根部外緣的圓弧過渡區過小或根本未加工出來，形成尖角造成的。針對這一情況，部隊采用了銼修和打磨的方法，工廠將接耳根部圓角半徑加大到并使根部外緣有一定寬度的圓弧過渡面（圖），從而排除了這一故障。
展開 汽輪機轉子疲勞強度理論研究現狀與展望
汽輪機轉子疲勞強度理論研究現狀與展望
荊建平，孟光
(上海交通大學國家振動、沖擊和噪聲重點實驗室，上海200030)
摘要：對目前汽輪機轉子疲勞強度理論的研究現狀進行了綜述，分析了汽輪機轉子疲勞強度理論的局限性和存在
的問題，并對當前的損傷力學理論進行了簡要的介紹，闡述了將損傷力學理論應用于轉子疲勞強度分析的優越性。
最后，就汽輪機轉子疲勞強度的損傷力學研究進行了展望。
汽輪機轉子疲勞強度理論研究現狀與展望.pdf
飛機結構疲勞強度與斷裂分析
如開孔、開槽、倒角、螺紋等處容易出現疲勞裂紋。
（二）表面加工質量的影響
大量的破壞事例也證明：表面加工質量不高，也是影響飛機結構疲勞強度的重要因素。
（三）裝配效應的影響
使用經驗和疲勞試驗表明，各種裝配效應對結構的疲勞強度影響很大。
（四）使用環境的影響
1.腐蝕疲勞
金屬受到腐蝕，將產生“腐蝕疲勞”，使疲勞強度降低，因為腐蝕使金屬表面產生無數的小應力集中點，促使疲勞裂紋的形成。
2.擦傷疲勞
當兩個相互接觸的固體表面具有微小的相對運動時，表面會受到損傷，這就會引起“擦傷疲勞”（或稱“擦傷腐蝕”）。
3.高溫疲勞和低溫疲勞
溫度對結構的疲勞強度也有影響。
4.熱疲勞
構件在交變的熱應力作用下引起的破壞稱為“熱疲勞”。這種熱應力主要來自兩方面，①由溫度分布不均所引起的；②限制金屬自由膨脹或收縮所引起的。熱疲勞破壞常常表現為金屬表面細微裂紋網絡的形成，叫做“龜裂”。
5.聲疲勞
在聲環境下工作的構件，因為受到噪音的激勵而產生振動，由這種強迫振動引起的破壞，稱為“聲疲勞”或“噪音疲勞”。
五、提高飛機結構疲勞強度的措施
目前飛機設計制造，在結構布局、材料選擇和工藝方法等方面，都采取了許多措施來提高飛機結構疲勞強度。這里僅就與使用維護有關的方面作一介紹。
（一）減緩局部應力
由于應力集中是影響疲勞強度的主要因素。因此，減緩局部應力是提高構件疲勞強度的一項重要措施。在維護使用中減緩局部應力的方法，主要是增大圓角半徑和打止裂孔。
展開 基于FKM 規范的靜強度及疲勞強度評估解決方案
靜強度或疲勞強度評估的選擇。
（6）
報告生成
基于FKM規范，進行構件或焊縫的靜強度或疲勞強度評估，對應分析的中間數據和過程及結果數據將通過報告自動生成得到，以供校核和評審使用。
干貨 | 飛機結構疲勞強度的影響因素及改進（附設計手冊下載）
圖2 對稱循環
圖3 脈動循環
圖4 疲勞極限的測定
三、材料的疲勞極限和曲線
材料在一定循環特征下，可以承受無限次應力循環而不發生破壞的最大應力，叫做材料的疲勞極限。
每一種材料的疲勞極限必須通過試驗來測定。下面以對稱循環旋轉彎曲疲勞極限的測定方法為例作簡單介紹。
圖5 鋼的σ-N曲線
圖6 鋁合金的σ-N曲線
對于鋼材，當循環次數N越大時，曲線逐漸趨于水平，即有一條水平漸近線。水平漸近線所對應的縱坐標，就是對稱循環的疲勞極限。
圖7 σ-N曲線的三個范圍
圖8 損傷尺寸與載荷循環數的關系
四、影響飛機結構疲勞強度的因素
根據部隊和工廠維修實踐，影響飛機結構疲勞強度的因素主要有以下四個方面：
(一)、應力集中的影響
大量破壞事例證明：應力集中是影響飛機結構疲勞強度的主要因素，疲勞源總是出現在應力集中的部位。如開孔、開槽、倒角、螺紋等處容易出現疲勞裂紋。
(二)、表面加工質量的影響
大量的破壞事例也證明：表面加工質量不高，也是影響飛機結構疲勞強度的重要因素。
(三)、裝配效應的影響
使用經驗和疲勞試驗表明，各種裝配效應對結構的疲勞強度影響很大。
(四)、使用環境的影響
1. 腐蝕疲勞
金屬受到腐蝕，將產生“腐蝕疲勞”，使疲勞強度降低，因為腐蝕使金屬表面產生無數的小應力集中點，促使疲勞裂紋的形成。
2.
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疲勞強度（手冊）
疲勞強度（手冊）.part1.rar
疲勞強度（手冊）.part2.rar
疲勞強度（手冊）.part3.rar
疲勞強度（手冊）.part4.rar
飛機結構疲勞強度分析
2）突風載荷：它是由于飛機在不穩定氣流中飛行時，受到不同方向和不同強度的突風作用而使飛機承受的氣動交變載荷。
3）地－空－地循環載荷：飛機在地面停放或在地面滑行時，機翼在本身重量和設備重量作用下，承受向下的彎矩，但飛機離地起飛后，機翼在升力作用下，承受向上的彎矩。這種起落一次交變一次的載荷，稱為地－空－地循環載荷。這是一種時間長、幅值大的載荷。
4）著陸撞擊載荷：它是由于飛機著陸接地后，起落架的彈性引起飛機顛簸加到飛機上的重復載荷。
5）地面滑行載荷：它是由于飛機在地面滑行時因跑道不平引起顛簸，或由于剎車、轉彎、牽引等地面操縱而加到飛機上的重復載荷。
6）座艙增壓載荷：這是由于座艙增壓和卸壓，而加給座艙周圍構件的重復載荷。
在以上幾種疲勞載荷中，對殲擊機影響最大的是機動載荷、著陸撞擊載荷和地面滑行載荷。
6、根據部隊和工廠維修實踐，影響飛機結構疲勞強度的因素主要有以下四個方面：
1）應力集中的影響：大量破壞事例證明：應力集中是影響飛機結構疲勞強度的主要因素，疲勞源總是出現在應力集中的部位。如開孔、開槽、倒角、螺紋等處容易出現疲勞裂紋。
2）表面加工質量的影響：大量的破壞事例也證明：表面加工質量不高，也是影響飛機結構疲勞強度的重要因素。
3）裝配效應的影響：使用經驗和疲勞試驗表明，各種裝配效應對結構的疲勞強度影響很大。
4）使用環境的影響
1腐蝕疲勞：金屬受到腐蝕，將產生“腐蝕疲勞”，使疲勞強度降低，因為腐蝕使金屬表面產生無數的小應力集中點，促使疲勞裂紋的形成。
2擦傷疲勞：當兩個相互接觸的固體表面具有微小的相對運動時，表面會受到損傷，這就會引起“擦傷疲勞”（或稱“擦傷腐蝕”）。
3高溫疲勞和低溫疲勞：溫度對結構的疲勞強度也有影響。
4熱疲勞：構件在交變的熱應力作用下引起的破壞稱為“熱疲勞”。
展開 影響零件疲勞強度的主要因素
材料的疲勞極限，實際上是材料的力學性能指標，是用試件通過試驗測出的。而實際中的各機械零件，與標準試件在形體、表面質量以及絕對尺寸等方面往往是有差異的。因此實際機械零件的疲勞強度與用試件測出的必然有所不同。
影響零件疲勞強度的主要因素有以下三個：
影響零件疲勞強度的主要因素.pdf
絕版書籍-徐灝的疲勞強度
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