疲勞強(qiáng)度影響因素的解決措施
根據(jù)疲勞破壞的分析,裂紋源通常是在有應(yīng)力集中的部位產(chǎn)生,而且構(gòu)件持久極限的降低,很大程度是由于各種影響因素帶來(lái)的應(yīng)力集中影響。因此設(shè)法避免或減弱應(yīng)力集中,可以有效提高構(gòu)件的疲勞強(qiáng)度??梢詮囊韵聨讉€(gè)方面來(lái)提高構(gòu)件的疲勞強(qiáng)度。
1、合理設(shè)計(jì)構(gòu)件的外形
構(gòu)件截面改變?cè)郊ち?,?yīng)力集中系數(shù)就越大。因此工程上常采用改變構(gòu)件外形尺寸的方法來(lái)減小應(yīng)力集中。如采用較大的過(guò)渡圓角半徑,使截面的改變盡量緩慢,如果圓角半徑太大而影響裝配時(shí),可采用間隔環(huán)。既降低了應(yīng)力集中又不影響軸與軸承的裝配。此外還可采用凹圓角或卸載槽以達(dá)到應(yīng)力平緩過(guò)渡。
設(shè)計(jì)構(gòu)件外形時(shí),應(yīng)盡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(dāng)結(jié)構(gòu)需要直角時(shí),可在直徑較大的軸段上開卸載槽或退刀槽減小應(yīng)力集中;當(dāng)軸與輪轂采用靜配合時(shí),可在輪轂上開減荷槽或增大配合部分軸的直徑,并采用圓角過(guò)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(yīng)力集中。
2、提高構(gòu)件的表面加工質(zhì)量
一般說(shuō),構(gòu)件表層的應(yīng)力都很大,例如在承受彎曲和扭轉(zhuǎn)的構(gòu)件中,其*大應(yīng)力均發(fā)生在構(gòu)件的表層。同時(shí)由于加工的原因,構(gòu)件表層的刀痕或損傷處,又將引起應(yīng)力集中。因此,對(duì)疲勞強(qiáng)度要求高的構(gòu)件,應(yīng)采用精加工方法,以獲得較高的表面質(zhì)量。特別是對(duì)高強(qiáng)度鋼這類對(duì)應(yīng)力集中比較敏感的材料,其加工更需要精細(xì)。
3、提高構(gòu)件表面強(qiáng)度
常用的方法有表面熱處理和表面機(jī)械強(qiáng)化兩種方法。表面熱處理通常采用高頻淬火、滲碳、氰化、氮化等措施,以提高構(gòu)件表層材料的抗疲勞強(qiáng)度能力。表面機(jī)械強(qiáng)化通常采用對(duì)構(gòu)件表面進(jìn)行滾壓、噴丸等,使構(gòu)件表面形成預(yù)壓應(yīng)力層,以降低*容易形成疲勞裂紋的拉應(yīng)力,從而提高表層強(qiáng)度。
4、豪克能技術(shù)
豪克能技術(shù)現(xiàn)在的產(chǎn)品轉(zhuǎn)化體現(xiàn)為焊接應(yīng)力消除設(shè)備以及表面光整設(shè)備,其中的這個(gè)技術(shù)可以給金屬表面消除拉應(yīng)力,預(yù)置壓應(yīng)力i,使得金屬容易開裂的部位應(yīng)力釋放,不會(huì)產(chǎn)生開裂的情況。