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噴丸強化被應用于改善組件的疲勞幾點考慮

文章出處:原創 編輯:拋丸機發表時間:2015-5-10 10:59:50 瀏覽人數:724,1,0
   疲勞可定義為承受循環載荷的材料或組件的開裂。主要問題是裂紋萌生和擴展需要的負載通常較低。因此,裂紋開始時擴展較慢,大多數時候不易發現。裂紋一旦變大,擴展速度就會加快,并且大多在毫無征兆的情況下導致災難性故障。
    組件的疲勞壽命可分為兩個階段:裂紋萌生和裂紋擴展。
噴丸強化被應用于改善組件的疲勞幾點考慮
1、裂紋萌生:
    通常,組件在承受循環負載時,表面萌生裂紋。萌生位置通常與應力集中相關,例如,一般的表面缺陷,如凹痕,坑,孔等…此外,疲勞循環也可能使持久的滑移帶上萌生裂紋。任何萌生裂紋的機制都是一個隨機的過程。很難預測裂紋將從何處平劣幸生,因為即使微小的缺陷也能立蘭較大的破壞力。組件的大多數疲勞壽命都消耗在這一階段。有時,萌生階段占據了90%的疲勞壽命。

2、裂紋擴展:
    本階段包括組件承受循環負載時預先存在的裂紋的擴展。有時很難劃分兩個階段的界限,即:萌生何時結束而擴展何時開始。通常,我們認為“長”裂紋形成時,萌生階段結束。然而,該術語的定義方法不止一種。在冶金學家看來,大于材料典型的結構特征(例如,粒度)便能稱為“長”裂紋,另一當面,工程師可能認為長度至少應該達到1mm的裂紋才能稱為“長”裂紋。

    可應用斷裂力學技術研究裂紋擴展。事實上,根據帕里斯定律的規定,由于高循環疲勞裂紋尖端的塑性區通常較小,因此使用線性彈性斷裂力學表征裂紋擴展。其中一個優點是標準化的測試程序可用于恒定的振幅負載。正如前面指出的,疲勞壽命在這一階段的消耗比例通常比在萌生階段小的多。
噴丸強化被應用于改善組件的疲勞幾點考慮
    拋噴丸強化被應用于改善組件的疲勞行為。通常認為,這種改善源于壓縮殘余應力和表面硬化。這兩種效應結合在一起,可阻礙裂紋的萌生。例如,次表面區域擴展的壓縮殘余應力(通常高達400-500微米)會減少應用在組件表面層的局部應力范圍。因此,便推遲了裂紋萌生。對于表面硬化,如果表面較硬,裂紋便會在次表面萌生,但是,次表面的壓縮應力會成為障礙。
噴丸強化被應用于改善組件的疲勞幾點考慮
    擴展階段拋噴丸強化的益處不太明顯。對于“長”裂紋,裂紋側面沒有應力,而裂紋尖端的應力較為集中。因此,組件上的裂紋擴展時,現有的殘余應力場放松下來,應力重新分布。
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