鋼材的疲勞破壞是什麼現象

Ⅰ 什麼是鋼材的疲勞破壞

在方向大小周期性來變化的力源的作用下，經過一定時間後鋼材發生突然斷裂的現象，稱為疲勞破壞。
疲勞破壞的特點主要有三點：1.力為周期性變化的力；2.力不一定很大；3.斷裂很突然，沒預兆。
疲勞破壞發生的主要原因為：材料薄弱部位產生應力集中---產生微裂紋---損傷累積---突然斷裂。

Ⅱ 鋼材的疲勞破壞有何特徵

有以下特徵：
1、微裂紋起始：疲勞破壞通常從微觀層面開始，即微小的裂紋或缺陷。這些裂紋通常位於高應力區域，如焊縫、孔洞、表面缺陷等。
2、緩慢擴展：一旦起始了微裂紋，會在周期性的應力循環下逐漸擴展。這個過程會非常緩慢，需要經過多次應力循環才能引起顯著的破壞。
3、前沿擴展：裂紋的擴展方向通常呈現出一定的傾向性，沿著主應力方向或與其夾角較小的方向擴展。這是因為裂紋擴展的方向受到應力集中的影響。
4、逐漸變薄：隨著疲勞破壞的進展，裂紋會逐漸貫穿整個材料截面，導致材料變薄。這會導致結構的失效，特別是在裂紋經過重要部位時。

Ⅲ 什麼叫鋼結構疲勞破壞，影響疲勞破壞的因素有那些

一、疲勞破壞現象

鋼材在連續反復荷載作用下會發生疲勞破壞，這種疲勞破壞在鋼結構和鋼構件中同樣會發生。與鋼材發生疲勞破壞的不同處在於鋼結構和鋼構件由於製作或構造上的原因總會存在缺陷，而這些缺陷就成為裂縫的起源，在疲勞破壞過程中，可以認為不存在裂紋形成這個階段。

因此，鋼結構和鋼構件疲勞破壞的階段為裂紋的擴展和最後斷裂兩個階段。裂紋的擴展是十分緩慢的，而斷裂是在裂紋擴展到一定尺寸時瞬間完成的。在裂紋擴展部分，斷口因經反復荷載頻繁作用的磨合，表面光滑而且愈近裂紋源愈光滑，而瞬面斷裂的裂口比較粗糙並呈顆粒狀,具有脆性斷裂的特徵。

二、影響疲勞強度的因素

影響疲勞強度的主要因素是應力集中，這同樣是影響鋼結構和鋼構件疲勞強度的主要因素。但在鋼結構和鋼構件中，產生應力集中的原因則極為復雜，因此鋼結構和鋼構件的疲勞強度的計算比鋼材的要困難得多。

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裂紋形成機理：

從微觀角度分析，金屬裂紋形成中最常見解釋為滑移帶開裂。隨著載荷作用循環次數的不斷增加，金屬焊接結構材料內部晶體的位錯密度不斷加大，當位錯密度增大到一定值時，晶體內部形成位錯糾結，進而構成高密度的位錯帶和低密度的位錯區域，這些區域對位錯運動產生了阻礙作用。

在疲勞載荷繼續作用下，位錯之間相互作用，並向高能到低能方向轉化，逐漸形成位錯胞，繼而發展成為亞晶結構。在這種方式下，晶體內部位錯的演變和相互運動，導致金屬內部出現滑移帶。

滑移帶的產生順序一般是出現滑移線、形成滑移帶和形成駐留滑移帶這三部分。在疲勞載荷的循環作用下，首先在金屬材料內部薄弱晶粒上出現位錯運動，這種運動導致金屬表面留下痕跡，即滑移線。在持續循環次數作用下，滑移線不斷累積，逐漸形成滑移帶。

而滑移帶不斷的被循環載荷擠入和擠出晶界面時，滑移帶則轉變成駐留滑移帶。痕跡就是由駐留滑移帶在材料表面留下的，當這種痕跡作用足夠深時，便形成了初始的裂紋。因此，駐留滑移帶是裂紋形成的關鍵因素。