疲劳试验方法手册.pdf

302.3-2
疲劳试验方法手册
〔苏]T。M.什科利尼克蓄
陈玉琨硗嘉禾译
起少汴校
钢鉄研究
院卧
机械工业出版社
210276
本手册较系统地介绍了金属材料、机器零件劳强疫特
佻的试验方法和试验设备。包対载条件,试样,评定准
则、斯7分析,低温和高湿试验,低周疲劳,高寂劳,
烛疲劳,計叛劳,热疲费,接触劳等,并对名调术语
行了系统的整理。
本屏?供工厂和、设计部门的工程技术人员参考
对高等校有关专业的师生也有参考价償。
METOAWRA YCTAAOGTHBIX
ACABITAHWA CNPABO?HMK
.M.II氏 DJBHHK
AIOCKB. A《 METAJIJIY Prm》
1978
疲劳铽验方法手册
〔苏].M.什科利尼克著
陈玉琨战嘉禾译
赵少汴校
k
机械工並出版社出版(北京应門州胃庄南-另
(北京市书形业?业可出守1:7号
机工业版社串厂印刷
新华书店北京发行所发行·新华书店经售
开本787x10921/38?印张117/a?字数258千字
I83伴」月北京第版1983年4月北京第一次即
印o,001~12,100定价1、85元
統一书号15033?5475
前
要加快科学技术的发展速度,就必须政进各类产品的质
量,提高材栂资源的有效利用率,并尽可能降低产品的材料
消耗。采用先进的结构设计和工艺过程,要求更深入的综合
的了解材料的性能,其中包括循环载荷作用下的强度同题。
本疲劳试验方法手册就是适应这一研究方向而编写的。
金属的疲劳是一个在交变应力作用下损伤逐渐累积、引
趄金属的性质变化、产生裂纹和破坏的过程。疲劳强度是金
属抗疲劳的性质。
大多数机器、运输工具和其它结构的零件在使用过程中
κ受着周期性交变载荷的作用。因此,约有90%的零件损
坏是和疲劳裂纹的产生和护展分不开的。菠劳裂纹是脆性破
坏的先导。这也正是其所以危险的主要原因之ー。疲屴破坏
时影响其强度特性的因素很多,远非任何其它型式的破坏所
能比。其中,主要的因素有:材料性质和制造工艺、零件
的结构、加载方式、与零件相接触的介质等。
宬劳极限不仅与材料的成分、组鉄结构、热处理和冷加
工规范、试验温度等有关,而且与试件尺寸、应力状态、应
力集中、试件表面状况、粗糙程度、试验介质、与其它零件
的相互配合等有关。而且在疲劳试验时,如疲劳特性为离散
分布,则情况更加复杂。
由于影劳强虔《(也矜循环强度)的素很多,就要
研制出许多种相应的菠试验方法。
y
目前,改进机械性能测定方法的趋势向两个方向发展
金属试样试验方法有了相当的发展。主要着重于选
择一个能够对金属材料的使用可靠性进行全面评价(结构强
度评定)的综合性能。
2。直接测定零件适应性的试验方法。在载荷谱、介质
謐度等尽可能接近使用条件的情况下进行试验。
疲劳试验的主要内容是测定:艻极限;疲劳寿命;对
应力集中的敏感性;循环载荷的损伤度;裂父生长速率:出
现裂纹前的循环数」剩余斧命的长短;滞后回线恃性;衢环
载过程中试样变形的变化;裂纹张开位移的变化;对介质、
温度、频率、非对称循环、过载、尺寸效应等的敏感性。
现代的试验设计方法允许采用最少数量的试验完成同
具体试验任务。试样试验就零件一样也应在尽可能接近实
际使用的条件下进行。这样,既可以取得提高菠劳强度的论
证资料,又可以大大削滅实物试验的工作量,为判断零件的
疲强度创造前提。关键的阿题是保证试验条件的可比性。
试件的模拟常常难于准确符合零件的残余应力状态、组织和
机擄性能的变化梯度、尺寸效应的估測以及介质等情况。因
此,只有在接近实际工况的条件下对零件本身进行试验才能
得到疲劳极限的真值
目前,除了进行恒幅循环载荷的高周(由10°到10”甚
至更多的循环次数)试验以外,低周变幅循环载荷和复合加
载的疲劳试验也有了很大发展。在广泛的裁荷参数范围进行
这些试验的迫切徭要促进了国内外现行试验方法的进一步完
善和试验技术的发展。
材料力学在疲劳破坏方顾的研究有以下几方面:
1.规定疲劳破坏的方学准则,与此相关在试验过程中
确定受力、变形和能量的特性
研究损伤劊累积,与此相关,实行各种载荷谱的狴
序和随机加载
3.在恒幅、榅序和随机载荷作用下获取疲劳特性和菠
劳图
4.砑究恒载荷和变载尙作用下的裂纹发展动力学
5.研究发现宬劳损伤的物理方法(X射线透视、超声
探伤、磁力探伤等)y
6.在各种不同的应为集中、非对称循环和介质作用下
测定菠劳强度特性
特性用于:选择金属的成分、结构、强代方法和加
工方法y明确生产工艺的影廟;设计机器零部件;按溵芽性
质检查成品和半成品的金属虒量;确定菠劳破坏的部位和制
定修复工艺;定零件的使用寿命;确定检查利探伤的周期
确定经过一段工件后或产生芽损伤时的剩余强度检验重
要零件使用前的状况等。