材料疲勞失效分析的實驗方法有哪些

1樓：長春北方化工灌裝裝置股份****

6.疲勞實驗方法及疲勞曲線：

原理：用小試樣模擬實際機件的應力情況，在疲

勞試驗機上系統測量材料的疲勞曲線，從而建立疲勞極限和疲勞應力判據。

試驗裝置：最常用的旋轉彎曲疲勞試驗機將相同尺寸的疲勞試樣，從0.67σ 範圍內選擇幾個不同的最大迴圈應力σ 別對每個試樣進行迴圈載入試驗，測定它們從載入開始到試樣斷裂所經歷的應力迴圈次數n ，然後將試驗資料繪製成σmax －n曲線或 max-lgn曲線，即疲勞曲線。

二、疲勞試樣適用於旋轉彎曲疲勞試驗機上的光滑試樣其尺寸形狀如圖所示，其直徑d可為6mm、7.5mm、 9.5mm。

三、試驗程式將試樣裝入試驗機，牢固夾緊並使其與試驗機主軸保持良好同軸。旋轉時，試樣自由端上測得的徑向跳動量應不大於0.03mm。

空載運轉，在主軸筒加力部位測得徑向跳動量不應大於0.06mm。加力前必須檢定上述值。

裝樣時切忌接觸試驗部分表面。試驗速度範圍900～10000r/min。同一批試驗的試驗速度應相同。

不得采用引起試樣共振的試驗速度。

三、試驗程式試驗一直進行到試樣失效或達到規定迴圈次數時終止，試驗原則上不得中斷。試樣失效標準為肉眼所見疲勞裂紋或完全斷裂。試樣失效如發生在最大應力部位之外，或斷口有明顯缺陷或中途停試發生異常資料，則試驗結果無效。

四、測定條件疲勞極限應力增量一般為預計條件疲勞極限σ-1 的3％～5％。試驗應在3～5級的應力水平下進行，第一根試樣的應力水平應略高於預計的條件疲勞極限。根據上根試樣的試驗結果是破壞還是通過，即試樣在未達到指定壽命10 周次之前破壞或通過，決定下一根試樣的應力降低或升高，直到完成全部試驗。

提高構件疲勞強度的措施方法有哪些？

2樓：鈦浩機械

根據疲勞破壞的分析，裂紋源通常是在有應力集中的部位產生，而且構件持久極限的降低，很大程度是由於各種影響因素帶來的應力集中影響。因此設法避免或減弱應力集中，可以有效提高構件的疲勞強度。可以從以下幾個方面來提高構件的疲勞強度。

1、外形合理化

構件截面改變越激烈，應力集中係數就越大。因此工程上常採用改變構件外形尺寸的方法來減小應力集中。如採用較大的過渡圓角半徑，使截面的改變儘量緩慢，如果圓角半徑太大而影響裝配時，可採用間隔環。

既降低了應力集中又不影響軸與軸承的裝配。此外還可採用凹圓角或解除安裝槽以達到應力平緩過渡。

設計構件外形時，應儘量避免帶有尖角的孔和槽。在截面尺寸突然變化處（階梯軸），當結構需要直角時，可在直徑較大的軸段上開解除安裝槽或退刀槽減小應力集中；當軸與輪轂採用靜配合時，可在輪轂上開減荷槽或增大配合部分軸的直徑，並採用圓角過渡，從而可縮小輪轂與軸的剛度差距，減緩配合面邊緣處的應力集中。

2、提高構件表面質量

一般說，構件表層的應力都很大，例如在承受彎曲和扭轉的構件中，其最大應力均發生在構件的表層。同時由於加工的原因，構件表層的刀痕或損傷處，又將引起應力集中。因此，對疲勞強度要求高的構件，應採用精加工方法，以獲得較高的表面質量。

特別是對高強度鋼這類對應力集中比較敏感的材料，其加工更需要精細。

3、提高構件表面強度

常用的方法有表面熱處理和表面機械強化兩種方法。表面熱處理通常採用高頻淬火、滲碳、氰化、氮化等措施，以提高構件表層材料的抗疲勞強度能力。表面機械強化通常採用對構件表面進行滾壓、噴丸等，使構件表面形成預壓應力層，以降低最容易形成疲勞裂紋的拉應力，從而提高表層強度。

疲勞破壞是機械零件失效的主要原因之一。據統計，在機械零件失效中大約有80%以上屬於疲勞破壞，而且疲勞破壞前沒有明顯的變形，所以疲勞破壞經常造成重大事故，所以對於軸、齒輪、軸承、葉片、彈簧等承受交變載荷的零件要選擇疲勞強度較好的材料來製造。