怎么避免钢材的疲劳破坏

1. 什么叫钢结构疲劳破坏，影响疲劳破坏的因素有那些

钢结构的疲劳破坏
一、疲劳破坏现象
钢材在连续反复荷载作用下会发生疲劳破坏,这种疲劳破坏在钢结构和钢构件中同
样会发生.与钢材发生疲劳破坏的不同处在于钢结构和钢构件由于制作或构造上的原
因总会存在缺陷,而这些缺陷就成为裂缝的起源,在疲劳破坏过程中,可以认为不存在裂
纹形成这个阶段.因此,钢结构和钢构件疲劳破坏的阶段为裂纹的扩展和最后断裂两个阶段.裂纹的扩展是十分缓慢的,而断裂是在裂纹扩展到一定尺寸时瞬间完成的.在裂纹扩展部分,断口因经反复荷载频繁作用的磨合,表面光滑而且愈近裂纹源愈光滑,而瞬面断裂的裂口比较粗糙并呈颗粒状,具有脆性断裂的特征.
二、影响疲劳强度的因素
在钢材的疲劳破坏中提到影响疲劳强度的主要因素是应力集中.这同样是影响钢结构和钢构件疲劳强度的主要因素.但在钢结构和钢构件中,产生应力集中的原因则极为复杂,因此钢结构和钢构件的疲劳强度的计算比钢材的要困难得多.
钢结构和钢构件在截面突然改变处都会产生应力集中,如梁与柱的连接节点、柱脚、
梁和柱的变截面处以及截面形孔等削弱处.此外,对于非焊接结构,有钢材表面的凹凸
麻点、刻痕,轧钢时的夹渣、分层,切割边的不平整,冷加工产生的微裂纹以及螺栓孔等
等.对于焊接结构还有焊缝外形及其缺陷,缺陷包括气孔、咬肉、夹渣、焊根、起弧和灭弧处的不平整、焊接裂纹等等.
除此之外,还有结构和构件中的残余应力以及结构和构件所处的环境等都会对其疲劳强度有影响.在有腐蚀性介质的环境中,疲劳裂纹扩展的速率会受到不利的影响.

2. 如何防止结构的疲劳破坏

产生疲劳问题主要影响有:
l 应力集中的影响
2 尺寸的影响
3 表面状态的影响
4 载荷的影响

当然在设回计时就要“对症下药答”：避免应力集中，用圆弧过度，尺寸上不仅是考虑强度，更要考虑刚度，注意振动的影响等等。

你只有清楚熟悉产生疲劳的种种原因,自己的设计时充分地考虑到它，才能有效的防止。

3. 什么是钢材的疲劳破坏

在方向大小周期性来变化的力源的作用下，经过一定时间后钢材发生突然断裂的现象，称为疲劳破坏。
疲劳破坏的特点主要有三点：1.力为周期性变化的力；2.力不一定很大；3.断裂很突然，没预兆。
疲劳破坏发生的主要原因为：材料薄弱部位产生应力集中---产生微裂纹---损伤累积---突然断裂。

4. 钢材的疲劳破坏与什么因素有关

钢材的疲劳破坏与①钢材的质量、②构件的几何尺寸、③钢材的缺陷、④循环荷载在钢材内部引起的反复循环应力的特征⑤及循环次数有关。

5. 金属材料在什么情况下会产生疲劳破坏

疲劳破坏主要上因为疲劳应力引起的。
疲劳应力是材料、零件和结构件回对疲劳破坏的抗力。
在规答定的循环应力幅值和大量重复次数下，材料所能承受的最大交变应力。 疲劳破坏是机械零件失效的主要原因之一。据统计，在机械零件失效中大约有80%以上属于疲劳破坏，而且疲劳破坏前没有明显的变形，所以疲劳破坏经常造成重大事故，所以对于轴、齿轮、轴承、叶片、弹簧等承受交变载荷的零件要选择疲劳强度较好的材料来制造。

6. 2. 什么叫钢材的疲劳钢材的疲劳破坏属于什么性质的破坏影响钢材疲劳强度的

什么叫钢材的疲劳？
钢材在循环应力多次反复作用下裂纹生成、裂纹扩展、以至钢材断裂破坏的现象称为钢材的疲劳或疲劳破坏。
钢材的疲劳破坏属于什么性质的破坏？
对于钢材,在疲劳破坏之前并没有明显的变形,是一种突然发生的断裂,断口平直,属于反复荷载作用下的脆性破坏。
影响钢材疲劳强度的主要因素有哪些？
一、工作条件
1．载荷频率：在一定范围内可以提高疲劳强度；
2．次载锻炼：低于疲劳极限的应力称为次载。金属在低于疲劳极限的应力下先运转一定次数之后，则可以提高疲劳极限，这种次载荷强化作用称为次载锻炼。这种现象可能是由于应力应变循环产生的硬化及局部应力集中松弛的结果。
3．温度：温度降低，疲劳强度升高，温度升高，疲劳强度降低。
4．腐蚀介质：具有腐蚀性的环境介质因使金属表面产生蚀坑缺陷，将会降低材料疲劳强度而产生腐蚀疲劳。腐蚀疲劳曲线无水平线段．即不存在无限寿命的疲劳极限，只有条件疲劳极限。
二．表面状态及尺寸因素的影响

1.应力集中：机件表面的缺口应力集中，往往是引起疲劳破坏的主要原因。一般用kt表示应力集中程度，用kf和qf说明应力集中对疲劳强度的影响程度。

2.表面状态

（1）表面粗糙度:愈低，材料的疲劳极限愈高；愈高，疲劳极限愈低。材料强度愈高，表面粗糙度对疲劳极限的影响愈显著。表面加工方法不同，所得到的粗糙度不同。

（2）抗拉强度:愈高的材料，加工方法对其疲劳极限的影响愈大。因此，用高强度材料制造受循环载荷作用的机件时，其表面必须经过更加仔细的加工，不允许有*痕、擦伤或者大的缺陷，否则会使疲劳极限显著降低。

3．尺寸因素：机件尺寸对按劳强度也有较大的影响，在弯曲、扭转载荷作用下其影响更大。一般来说，随着机件尺寸的增大，其疲劳强度下降，这种现象称为疲劳强度尺寸效应。其大小可用尺寸效应系数表示。
三．表面强化及残余应力的影响
表面强化处理具有双重作用：提高表层强度；提供表层残余压应力，抵消一部分表层拉应力。

表面强化的方法通常有表面喷丸和滚压，表面淬火及表面化学热处理等。

四．材料成分及组织的影响
1．合金成分：合金成分是决定材料组织结构的基本要素，在各类结构工

程材料中，结构钢的疲劳强度最高，所以应用十分广泛。
在结构钢中，碳是影响疲劳强度的重要元素，当硬度>hrc40,疲劳强度随
碳的含量增加而增加。过高，疲劳强度下降。其它合金元素在钢中的作
用，主要是通过提高钢的淬透性和改善钢的强韧性来影响疲劳强度的。
2显微组织：
（1）细化晶粒能提高疲劳强度的原因，从疲劳裂纹沿晶界开裂的位错塞
积机制不难理解。另外，细化晶粒还可提高滑移形变抗力，抑制循环滑移
带的形成和开裂，增加裂纹扩展的晶界阻力，这些也都有利于提高疲劳强
度。
（2）结构钢的热处理组织有正火组织、淬火回火组织及等温淬火组织三
种类型。一般正火组织因碳化物为片状其疲劳强度最低，淬火回火组织因
碳化物为粒状其疲劳强度比正火的高．而且随着回火温度的不同，其弥散
碳化物的大小、数量及基体的强度也不同，从而疲劳强度也不同。

7. 影响钢材疲劳强度的因素是什么采取什么措施防止钢材的疲劳破坏

外部因素：1.工作条件包括载荷条件（应力状态，应力比，过，次载情况，平均应力）载荷频率回，答环境温度，环境介质
内部因素：1.力学上的：尺寸效应，表面粗糙度，缺口效应，残余应力（残余压应力提高疲劳强度，残余压应力降低疲劳强度）等
2.材料内部组织，合金成分：如结构钢，其中的碳能够强化基体，同时又可形成弥散碳化物进行弥散强化，提高材料的变形抗力，阻止疲劳裂纹的产生，从而提高疲劳强度，其他的合金元素可提高钢材的淬透性和改善钢材的强韧性来影响疲劳强度的。
从材料的热处理和组织来看，正火组织的疲劳强度最低，淬火回火的组织疲劳强度较高，回火马氏体的疲劳强度最高，回火托氏体次之，回火索氏体最低；淬火钢中若存在未溶铁素体和未转变的残余奥氏体，或是非马氏体组织，因他们都是比马氏体软的组织容易过早形成疲劳裂纹，会降低疲劳强度。
另外钢材中的非金属类夹杂物和冶金缺陷都会降低疲劳强度，因为这些都是萌生疲劳裂纹的发源地。
提高钢材疲劳强度的措施：降低应力集中，降低表面粗糙度，采用表面强化（表面喷丸，滚压，表面热处理，表面化学热处理如渗碳，渗氮等工艺），使用材料时注意材料纤维组织的方向，沿着纤维的方向疲劳强度高。

8. 什么叫钢结构疲劳破坏，影响疲劳破坏的因素有那些

一、疲劳破坏现象

钢材在连续反复荷载作用下会发生疲劳破坏，这种疲劳破坏在钢结构和钢构件中同样会发生。与钢材发生疲劳破坏的不同处在于钢结构和钢构件由于制作或构造上的原因总会存在缺陷，而这些缺陷就成为裂缝的起源，在疲劳破坏过程中，可以认为不存在裂纹形成这个阶段。

因此，钢结构和钢构件疲劳破坏的阶段为裂纹的扩展和最后断裂两个阶段。裂纹的扩展是十分缓慢的，而断裂是在裂纹扩展到一定尺寸时瞬间完成的。在裂纹扩展部分，断口因经反复荷载频繁作用的磨合，表面光滑而且愈近裂纹源愈光滑，而瞬面断裂的裂口比较粗糙并呈颗粒状,具有脆性断裂的特征。

二、影响疲劳强度的因素

影响疲劳强度的主要因素是应力集中，这同样是影响钢结构和钢构件疲劳强度的主要因素。但在钢结构和钢构件中，产生应力集中的原因则极为复杂，因此钢结构和钢构件的疲劳强度的计算比钢材的要困难得多。

(8)怎么避免钢材的疲劳破坏扩展阅读：

裂纹形成机理：

从微观角度分析，金属裂纹形成中最常见解释为滑移带开裂。随着载荷作用循环次数的不断增加，金属焊接结构材料内部晶体的位错密度不断加大，当位错密度增大到一定值时，晶体内部形成位错纠结，进而构成高密度的位错带和低密度的位错区域，这些区域对位错运动产生了阻碍作用。

在疲劳载荷继续作用下，位错之间相互作用，并向高能到低能方向转化，逐渐形成位错胞，继而发展成为亚晶结构。在这种方式下，晶体内部位错的演变和相互运动，导致金属内部出现滑移带。

滑移带的产生顺序一般是出现滑移线、形成滑移带和形成驻留滑移带这三部分。在疲劳载荷的循环作用下，首先在金属材料内部薄弱晶粒上出现位错运动，这种运动导致金属表面留下痕迹，即滑移线。在持续循环次数作用下，滑移线不断累积，逐渐形成滑移带。

而滑移带不断的被循环载荷挤入和挤出晶界面时，滑移带则转变成驻留滑移带。痕迹就是由驻留滑移带在材料表面留下的，当这种痕迹作用足够深时，便形成了初始的裂纹。因此，驻留滑移带是裂纹形成的关键因素。

9. 怎样预防钢材产生脆性破坏

首先钢材选择很重要，一般脆性断裂在低温时更容易发生，钢材要选择韧性较好的，耐回低温的，也就答是低温冲击好的。

其次钢结构或者钢材制品的设计也很重要，钢材强度满足抗冲击富余量要足够，同时适当考虑强屈比较高的钢材。

焊接工艺也要注意，避免焊接处韧性明显下降，刚才成为脆性破坏的危险区。

如果是已经都做完了，就只能刷油防锈了。

10. 什么叫钢材的疲劳断裂影响钢材疲劳强度的因素有哪些

钢材的疲劳断裂是微观裂纹在连续反复荷载作用下不断扩展直至断裂的脆性破坏。
钢材的疲劳强度取决于构造状况（应力集中程度和残余应力）、作用的应力幅、反复荷载的
循环次数。