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Acht Hauptfaktoren, die die Ermüdungsstärke von Metallmaterialien beeinflussen

Anzahl Durchsuchen:0     Autor:Site Editor     veröffentlichen Zeit: 2022-04-18      Herkunft:Powered

Acht Hauptfaktoren, die die Ermüdungsstärke von betreffenMetallmaterialien

Die Ermüdungsstärke von Materialien ist sehr empfindlich gegenüber verschiedenen äußeren und internen Faktoren. Außerhaltige Faktoren umfassen die Form und Größe von Teilen, Oberflächen- und Nutzungsbedingungen, und interne Faktoren umfassen die Zusammensetzung des Materials selbst, organisatorischer Zustand, Reinheit und Restspannung. Die leichte Änderung dieser Faktoren verursacht die Fluktuation oder sogar große Änderung der Ermüdungseigenschaften von Materialien.

Der Einfluss verschiedener Faktoren auf die Ermüdungsstärke ist ein wichtiger Aspekt der Ermüdungsforschung, der Grundlage für ein rationales strukturelle Design von Teilen, der korrekten Auswahl an Materialien und angemessener Formulierung verschiedener kalt- und heißer Verarbeitungstechnologien zur Verfügung stellt, um sicherzustellen, dass Teile eine hohe Ermüdungsleistung haben.

1. Die Auswirkungen der Spannungskonzentration

Die herkömmliche Ermüdungsstärke wird durch sorgfältig verarbeitete glatte Proben gemessen. Es gibt jedoch unweigerlich Lücken inSingle Double Cardan Halbwellenlieferant - XinSanmingVerschiedene Formen in eigentlichen mechanischen Teilen, wie beispielsweise Schritten, Keyways, Threads und Öllöchern. Die Existenz dieser Lücken verursacht die Spannungskonzentration, so dass die maximale tatsächliche Stress an der Wurzel der Spalt weitaus größer ist als der von den Teilen getragene Nennspannung, und das Ermüdungsversagen von Teilen beginnt häufig von hier.

2. Der Einfluss des Größenfaktors

Aufgrund der Inhomogenität der Materialstruktur und des Vorhandenseins von inneren Defekten führt die Erhöhung der Größe zur Erhöhung der Ausfallwahrscheinlichkeit des Materials, wodurch die Ermüdungsgrenze des Materials verringert wird. Die Existenz des Größeneffekts ist das in der Labor geringe Probe gemessene Ermüdungsdaten, die in der Größe verwendet werden, ist ein wichtiges Problem in den eigentlichen Teilen, da die tatsächliche Größe der Teile der Spannungskonzentration und des Spannungsgradienten nicht ganz ähnlich ist, um in den kleinen wieder aufzuscheuen Probe, was dazu führt, dass die Laborergebnisse mit einigen bestimmten Teilen zwischen den Ermüdungsschäden berühren.

3. Der Einfluss des Oberflächenbearbeitungszustands

Es gibt immer unebene Verarbeitungszeichen auf der bearbeiteten Oberfläche, die winzigen Lücken entsprechen, was zu einer Spannungskonzentration auf der Oberfläche des Materials führt, wodurch die Ermüdungsstärke des Materials verringert wird. Experimente zeigen, dass für Stahl- und Aluminiumlegierungen die Ermüdungsgrenze der rauen Bearbeitung (raues Drehen) um 10% bis 20% oder mehr verringert wird als die des längs feinen Polierens. Je höher die Stärke des Materials, desto empfindlicher ist es, dass es auf der Oberfläche ist.

4. Ladeerfahrungseffekte

Tatsächlich arbeitet kein Teil unter dem Zustand der absoluten konstanten Spannungsamplitude, und das Überlastungs- und Sekundärbelastung in der tatsächlichen Materialarbeit wirkt sich auf die Ermüdungsgrenze von Materialien aus. Der Test zeigt, dass das Phänomen von Überlastungsschäden und Sekundärladeübungen im Allgemeinen in Materialien vorhanden sind.

Der sogenannte Überlastschaden bezieht sich auf das Material, das unter einer belastenden Belastung läuft, die für einen bestimmten Zeitraum höher ist als die Ermüdungsgrenze, bewirkt, dass die Materialermüdungsgrenze abnimmt. Je höher die Überlastung, desto kürzer ist der Zyklus, der erforderlich ist, um Schäden zu verursachen.

In der Tat verursachen unter bestimmten Bedingungen einige Male der Überlastung nicht zu Beschädigungen des Materials, sondern verstärkt das Material aufgrund der Verformungsverstärkung, Rissspitzenpassivierung und Restdruckspannung, wodurch die Ermüdungsgrenze des Materials verbessert wird. Daher sollte das Konzept des Überlastungsschadens ergänzt und modifiziert werden.

5. Chemische Zusammensetzung.

Unter bestimmten Bedingungen besteht eine enge Beziehung zwischen der Ermüdungsfestigkeit und der Zugfestigkeit von Materialien. Daher kann ein beliebiges Legierungselement, das die Zugfestigkeit verbessern kann, die Ermüdungsstärke von Materialien unter bestimmten Bedingungen verbessern. Vergleichsweise ist der Kohlenstoff der wichtigste Faktor, der die Materialstärke beeinträchtigt. Einige Unreinheitselemente, die Einschlüsse in Stahl bilden, haben nachteilige Auswirkungen auf die Ermüdungsstärke.

6. Auswirkungen der Wärmebehandlung und der Mikrostruktur

Daher ist der Effekt der Wärmebehandlung auf die Ermüdungsstärke im Wesentlichen der Effekt der Mikrostruktur. Aufgrund der unterschiedlichen Wärmebehandlung kann die gleiche statische Festigkeit für Materialien mit derselben Zusammensetzung erhalten werden, aber die Ermüdungsfestigkeit kann aufgrund unterschiedlicher Strukturen in erheblichem Bereich variieren.

Auf dem gleichen Festigkeitsniveau ist die Ermüdungsfestigkeit von Flockenperliten offensichtlich niedriger als der von Granularperliten. Für ein körniges Perlit, desto kleiner die Zementit-Partikel, desto höher ist die Ermüdungsfestigkeit.

Der Effekt der Mikrostruktur auf die Ermüdungseigenschaften von Verbundwerkstoffen hängt nicht nur auf die mechanischen Eigenschaften der Verbundstoffe selbst zusammen, sondern auch auf die Korngröße und die Verteilungseigenschaften der Verbundstoffe. Die Verfeinerung von Getreide kann die Ermüdungsstärke des Materials verbessern.

7. Auswirkungen von Einschlüssen

Die Einschlüsse selbst oder die von ihnen erzeugten Löcher entsprechen winzigen Kerben. Unter der Wirkung von abwechselnden Lasten wird die Spannungskonzentration und der Dehnungskonzentration erzeugt, die zur Rissquelle der Ermüdungsbrüche wird und sich auf die Ermüdungseigenschaften von Materialien beeinträchtigt. Der Einfluss von Einschlüssen auf die Ermüdungsfestigkeit hängt nicht nur von der Art, Art, Form, Größe, Menge und Verteilung von Einschlüssen, sondern auch auf dem Festigkeitsgrad der Materialien und des Niveaus und des Zustands der aufgebrachten Belastung ab.

8. Einfluss der Oberflächeneigenschaftsänderung und der Restspannung

Neben der oben genannten Oberflächengüte umfasst der Einfluss des Oberflächenzustands auch die Änderung der mechanischen Oberflächenmechaniken und des Einflusses der Restspannung auf die Ermüdungsstärke. Die mechanischen Eigenschaften der Oberflächenschicht können durch die chemische Zusammensetzung und -struktur der Oberflächenschicht oder durch die Verformungsstärkung der Oberflächenschicht verursacht werden.

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