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鋼結構疲勞破壞的特征
2020-09-02 09:18 西安鋼結構 鋼結構公司
引起鋼結構疲勞破壞的交變荷載有兩種類型:一種為常幅交變荷載,引起的應力稱為常幅循環(huán)應力,簡稱循環(huán)應力;另一種為變幅交變荷載,引起的應力稱為變幅循環(huán)應力,簡稱變幅應力。由這兩種荷載引起的疲勞分別稱為常幅疲勞和變幅疲勞。轉動的機械零件常發(fā)生常幅疲勞破壞,吊車橋、鋼橋等則主要是變幅疲勞破壞。
上述兩種鋼結構疲勞破壞都具有以下特征:
1、疲勞破壞具有突然性,破壞前沒有明顯的宏觀塑性變形,屬于脆性斷裂。但與一般脆斷的瞬間斷裂不同,疲勞是在名義應力低于屈服點的低應力循環(huán)下,經歷了長期的累積損傷過程后才突然發(fā)生的。其破壞過程一般經歷三個階段,即裂紋的萌生、裂紋的緩慢擴展和最后的迅速斷裂,因此疲勞破壞是有壽命的破壞,是延時斷裂。
2、疲勞破壞的斷口與一般脆性斷口不同,可以分為三個區(qū)域:裂紋源、裂紋擴展區(qū)和斷裂區(qū)。裂紋擴展區(qū)表面較光滑,常可見到放射和年輪狀花紋,這是疲勞斷裂的主要斷口特征。根據斷裂力學的解釋,只有當裂紋擴展到臨界尺寸,發(fā)生失穩(wěn)擴展后才形成瞬間斷裂區(qū),出現人字紋或晶粒狀脆性斷口。
3、疲勞對缺陷十分數感。缺陷部位應力集中嚴重,會加快疲勞破壞的裂紋萌生和擴展。
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