简述疲劳破坏的特征 简述疲劳破坏的特征有哪些

钢材疲劳破坏时循环应力特征用什么来描述？

对产生震动的机械设备要采取防震措施，以减少金2.1过度的塑性变形属疲劳的可能性。在必要的时候，要进行对金属内部结构的检测，对防止金属疲劳也很有好处。

钢材疲劳破坏时的循环应力特征可用应力随时间变化的曲线即应力谱描述。疲劳破坏试验通常采用正弦波应力谱，标志应力谱特征①可用应力比ρ=σmin/σmax和②σmax（σmax和σmin分别为和最小应力，并常以σmax的3压力容器分析方法应力为正）来表示；③也可以用应力幅△σ=σmax-σmin和④σmax表示。

简述疲劳破坏的特征 简述疲劳破坏的特征有哪些

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压力容器发生机理及其分析

设备的破坏往往发源于部分零件和结构的损坏和老化，特别对于工作环境较，承受拉应力较大，材质不均匀的部分最容易受到破坏，所以应对压力容器作定期的无损检查。环焊缝是重点检测的最薄弱环节之一。检测的项目包括压力容器壁厚检测、裂纹检测等。一旦检测到存在缺陷，分析缺陷产生的原因，立即采用更换、修复或减缓破坏的措施。

1概述

疲劳破坏与传统的静力破坏有着许多明显的本质区别：

近年来压力容器爆炸时有发生，如1997其次，环境介质的腐蚀作用在压力容器的破坏作用也是巨大的。压力容器的腐蚀主要分为化学腐蚀、生化腐蚀和电化学腐蚀三大类，以电化学腐蚀作用于焊缝区为主。发生电化学腐蚀的条件是腐蚀金属与其他物质存在电极电位与电解质溶液，焊缝区金属是合金，而且由上面的分析知道焊缝区金属的晶体偏析比较组成相复杂所以各种金属或金属与非金属之间形成电极且电极电位大，在与环境介质的相互作用下，产生微电流，活泼金属作为阳极被氧化而腐蚀。年6月26日东方化工厂乙烯球罐发生爆炸，1998年3月5日陕西省西安市煤气公司液化石油汽贮罐爆炸等。压力容器爆炸时，不但会造成极大的人身伤亡，而且有时还会引起火灾或更强烈的爆炸。因此，研究分析压力容器爆炸，找出原因，对预防、保障设备安全有着极其重要作用。

2压力容器的破坏形式

弹性变形是固体在外力的作用下表现出的一种行为，当外力撤出后，物体能够恢复原来形状的能力称为弹性性质，而具有这种可逆性的变形就叫做弹性变形，过度的弹性变形可能使容器呈现不稳定状态，甚至达到失稳程度。

2.3大应变疲劳

压力容器在交变应力的作用下，位于容器的某些局部区域（如开孔接管周围、局部结构不连续处等）受力的金属晶粒将会产生滑移并逐渐发展成为微小裂纹，且裂纹两端不断扩展，最终导致容器的疲劳破坏。疲劳首先出现在上述高应力的局部区域，即出现在这些高应力引起的大应变的地方，这种破坏就称大应变疲劳。压力容器的疲劳破坏一般具有以下特征：

（1）容器没有明显的变形

（3）容器常因开裂泄漏而失效

2.5应力腐蚀

应力腐蚀是金属腐蚀介质和拉伸应力的共同作用下而产生的一种破坏形式。金属发生应力腐蚀时，腐蚀和应力这两个因素是相互促进的。一方面，腐蚀使金属的有效截面积减小和表面形成缺口，产生应力集中；另一方面，应力的存在加速了腐蚀的进展，使表面的腐蚀缺口向深处扩展，导致断裂。

工程上把没有明显塑性变形的断裂统称为脆性断裂或破裂，而压力容器的脆性破裂是指由塑性材料制成的压力容器，破裂时呈脆性破裂特征。破裂容器的工作应力远远低于材料的强度极限，甚至低于材料的屈服极限。压力容器发生脆性断裂的特征是：

（1）容器器壁没有明显的伸长变形，容器的厚度一般没有改变。

（2）断口呈金属光泽的结晶状，裂口齐平与主应力方向垂直。

（3）脆性破裂的容器常呈碎块状，且常有碎片飞出。

（4）破裂多数在温度较低的情况下发生。

（5）脆性断裂更容易在高强度钢制的压力容器和用中、低强度制造的厚壁容器上发生。

2.7氢腐蚀破坏

在高温高压下，吸附在钢表面的氢分子部分分解为氢原子或离子而固溶于钢表面层并向钢内扩散，它以氢脆和氢腐蚀两种方式影响着钢的性能。氢脆是由于氢扩散并溶解于金属晶格中，使钢在缓慢变形时产生脆性现象，此时钢的塑性显著降低。氢腐蚀是指氢原子或离子扩散进入钢中，将结合成氢分子，并部分地与微孔壁上的碳或碳化物及非金属夹杂物产生化学反应，这些不易溶解的气体生成物聚积在晶界原有的微隙内，形成局部高压，造成应力集中，使晶界变宽，发展成微裂纹，降低了钢的机械性能。

微观检查是对断口的细部组织和微观形态进行仔细的观察，它是在宏观分析的基础上进行的，借以弥补宏观检查不到之处。目前采用的观察手段主要是光学显微镜和电子显微镜。

化学成分检查是在破裂容器的某些部位中取样，检验或校核压力容器制造材料原有的化学成分。但并非每次都须逐项检查其成分，而只有当怀疑材料的某些性能不良而发生时，即在失效部位取样作化学成分检查，重点分析检验对性能有影响的元素成分，以便复验金属的化学成分是否合乎压力容器的技术要求。

3.4机械性能检查

金属材料的机械性能与它的断裂有直接的关系。所以对破裂的压力容器常需要在发生断裂的部位和远离断口处取样，作机械性能测定和对比性能试验，以验证其所用的材料是否与设计要求相符，可核对断口附近处的组织和性能有没有变化，材料的机械性能在加工过程中是否发生显著变化。从一系列的机械性能测定中可获取压力容器发生的原因。

3.6断裂力学分析

3.7蠕变分析方法

压力容器的高温蠕变问题比较复杂，不仅要考虑压力容器产生蠕变变形后内部应力如何重新分配和计算，而且还要考虑在一定时间内将产生多大的蠕变变形量等等。通过计算蠕变后的应力和蠕变稳定阶段的蠕变速度后，即可根据容器的使用期限，求取任意一点的应变，从而也可以计算出任意一点处直径的扩大量，这些计算为分析提供了数据。

4调查分析步骤

“金属疲劳现象”是指什么呢？

(2)断裂应力小干材料的抗拉强度σb，甚至小于屈服强度σs;

金属疲劳是指材料、零构件在循环应力或循环应变作用下，在一处或几处逐渐产生局部永3.1宏观检查久性累积损伤，经一定循环次数后产生裂纹或突然发生完全断裂的过程。

当材料和结构受到多次重复变化的载荷作用后，应力值虽然始终没有超过材料的强度极限，甚至比弹性极限还低的情况下就可能发生破坏，这种在交变载荷重复作用下材料和结构的破坏现象，就叫做金属的疲劳破坏。

疲劳断裂的特征是金属疲劳现象，疲劳断裂应力（周期载荷中的应力 ）远比静载荷下材料的抗拉强度低，甚至比屈服强度也低得多。不管是脆性材料或延性材料，其疲劳断裂在宏观上均表现为无明显塑性变形的脆性突然断裂，故疲劳断裂一般表现为低应力脆断。

疲劳破断是损伤的积累，积累到一定程度，即裂纹扩展到一定程度后才突然断裂。所以疲劳断裂是与时间有关的断裂。在恒应力或恒应变下，疲劳将由三个过程组对产生震动的机械设备要采取防震措施，以减少金属疲劳的可能性。在必要的时候，要进行对金属内部结构的检测，对防止金属疲劳也很有好处。成：裂纹的形成（形核）；裂纹扩展到临界尺寸，余下断面的不稳定断裂。

扩展资料；

防止疲劳损坏，在金属材料中添加各种“维生素”是增强金属抗疲劳的有效办法，例如，在钢铁和有色金属里，加进万分之几或千万分之几的稀土元素，就可以大大提高这些金属抗疲劳的本领，延长使用寿命。

随着科学技术的发展，现已出现“金属免疫疗法”新技术，通过事先引入的办法来增强金属的疲劳强度，以抵抗疲劳损坏。此外，在金属构件上，应尽量减少薄弱环节，还可以用一些辅助性工艺增加表面光洁度，以免发生锈蚀。

机械疲劳的四个特征

一、钢筋混凝土梁正截面破坏主要有以下形式:(1)适筋破坏:该梁具有正常配筋率,受拉钢筋首先屈服,随着受拉钢筋塑性变形的发展,受压混凝土边缘纤维达到极限压应变,混凝土压碎.此种破坏形式在破坏前有明显征兆,破坏前裂缝和变形急剧发展,故也称为延

产生疲劳应力是材料、零件和结构件对疲劳破坏的抗力。初始裂纹、裂纹扩展发生断裂等。机械疲劳指的是材料、零件和构件在循环加载下，机械疲劳的四个特征是产生初始裂纹、裂纹扩展发生断裂等，在某点或某些点产生局部的性损伤，并在一定循环次数后形成裂纹、或使裂纹进一步扩展直到完全断裂的现象。

疲劳寿命（Fatigue Life）：疲劳寿命是指材料在一定的应力水平下，经历一定数量的载荷循环后发生疲劳破坏的次数。通常以循环次数（Cycle Count）表示。较高的疲劳寿命意味着材料在疲劳加载下更耐久。

什么是金属材料的疲劳断裂?产生疲劳断裂的原因是什么

参考资料；

1、金属材料的疲劳断裂：

金属疲劳是指材料、零构件在循环应力或循环应变作用下，在一处或几处逐渐产生局部性累积损伤，经一定循环次数后产生裂纹或突然发生完全断裂的过程。

2、疲劳断裂的原因：2.4腐蚀疲劳

金属疲劳是指一种在交变应力作用下，金属材料发生破坏的现象。机械零件在交变压力作用下，经过一段时间后，在局部高应力区形成微小裂纹，再由微小裂纹逐渐扩展以致断裂。

疲劳破坏具有在时间上的突发性，在位置上的局部性及对环境和缺陷的敏感性等特点，故疲劳破坏常不易被及时发现且易于造成。应力幅值、平均应力大小和循环次数是影响金属疲劳的三个主要因素。

扩展资料：

1、静力破坏是一次载荷作用下的破坏：疲劳破坏是多次反复载荷作用下的破坏，它不是短期内发生的，而是要经历一定的时间，甚至很长时间才发生破坏。

3、静力破坏通常有明显的塑性变形产生：疲劳破坏通常没有外在宏观的显著塑性变形迹象，哪怕是塑性良好的金属也这样，就像脆性破坏一样，事先不易觉察出来，这就表明疲劳破坏具有更大的危险参考资料来源：性。

交变应力下，材料会在低于屈服极限的应力下发生断裂失效。断裂原因主要是和零件结构形状是否存在应力集中、表面状态（有无缺陷及缺口）、材料及组织有关系的。主要是一些夹杂物会引起小裂纹。特别是表面质量，对材料的疲劳性能影响很大的。

金属疲劳断裂 承受交变负荷时，虽然这是承受的应力值低于材料的屈服极限，但当较长时间工作后仍会发生断裂的现象叫做金属的疲劳。由于金属疲劳引起的断裂称为疲劳断裂。机械零件在交变压力作用下，经过一段时间后，在局部高应力区形成微小裂纹，再由微小裂纹逐渐扩展以致断裂。疲劳破坏具有在时间上的突发性，在位置上的局部性及对环境和缺陷的敏感性等特点，故疲劳破坏常不易被及时发现且易于造成。应力幅值、平均应力大小和循环次数是影响金属疲劳的三个主要因素

疲劳断裂的原因，有能力释放率断裂理论、应力强度因子断裂理论，参照相关书籍资料。

受弯构件正截面的疲劳破坏标志有哪些

当压力载荷大大超过设计数值时，容器的器壁变薄，达到不稳定点，即当压力稍许2.2过度的弹性3.5疲劳分析变形增加时，容器就会因过度塑性变形而发生破裂。当容器发生过度塑性变形破裂时，断口为撕断状态，容器破坏时不产生碎片或者少量碎块，爆破口的大小视容器爆破的膨胀能量而定。除压力的影响以外，金属材料在高温下的蠕变也是引起塑性变形的一个重要原因，在蠕变过程中，材料发生连续的塑性变形，在塑性变形积累到相当长时间后，将以破裂而告终。

金属材料在什么情况下会产生疲劳破坏？

(4)参考资料；断口形貌特殊，断口上有明显不同的区域;2.6脆性破裂

疲劳破坏主要上因为疲劳应力引起的。

在规定的循环应力幅值和大量重复次数下，材料所能承受的交变应力。 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，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。

机械设计中简述零件疲劳断裂的过程

对断裂(3)断裂是突然的，无任何先兆;面进行宏观检查是确定破坏原因和研究破坏现象微观机理的重要手段，通过对断口断裂源区和断裂方向以及断口表面光泽、颜色、晶粒大小、断口上的花纹、边缘情况、冶金缺陷的宏观分析，可以确定压力容器的破坏类型和破坏点等情况。

零件材料长时间在交变载荷作用下产生裂纹和断裂的现象称为疲劳破坏。大小和方向随时间发生周期性变化的载荷称为交变载荷，所引起的应力称为交变应力。零件长期在交变的机械应力或热应力下工作，即使工作应力小于静载荷下的屈服极限 σs ，但在长期工作后也会产生裂纹或断裂，即产生疲劳破坏。零件发生疲劳断裂时具有以下特征:

(1)零件材料抵抗疲劳载荷的抗力比一般静载荷要敏感得多。疲劳抗力不仅决定于材料本 身，而且敏感地决定于构件的形状，尺寸、表面状态、服役条件和所处环境等。是在交变载荷作用下经过较长时间的使用:

“金属疲劳现象”是指什么呢？

3.3化学成分检查

金属疲劳是指材料、零构件在循环应力或循环应变作用下，在一处或随着压力容器的大型化，安全系数的降低和工作条件的日趋苛刻，峰值应力的水平越来越高，加上近年来广泛采用低合金高强度钢，材料的屈强比较高，尽管容器的承载能力有所上升，但是材料的塑性储备、对应力集中的敏感性、耐疲劳的抗力却有所降低，从而增加了压力容器疲劳破坏的危险性。因此疲劳失效问题在压力容器设计中越来越引起重视，疲劳分析的方法在分析中成为极其重要的一种分析方法。目前涉及压力容器疲劳分析的规范有美国ASME《锅炉及压力容规范》、《压力容器标准ISO/DIS2694》和英国BS5500《非直接火焊制压力容器规范》。几处逐渐产生局部性累积损伤，经一定循环次数后产生裂纹或突然发生完全断裂的过程。

(5)零件的几何形状、尺寸、表面质量和表面受力状态等均直接影响零件的疲劳断裂。

当材料和结构受到多次重复变化的载荷作用后，应力值虽然始终没有超过材料的强度极限，甚至比弹性极限还低的情况下就可能发生破坏，这种在交变载荷重复作用下材料和结构的破坏现象，就叫做金属的疲劳破坏。

疲劳断裂的特征是金属疲劳现象，疲劳断裂应力（周期载荷中的应力 ）远比静载荷下材料的抗拉强度低，甚至比屈服强度也低得多。不管是脆性材料或延性材料，其疲劳断裂在宏观上均表现为无明显塑性变形的脆性突然断裂，故疲劳断裂一般表现为低应力脆断。

疲劳破断是损伤的积累，积累到一定程度，即裂纹扩展到一定程度后才突然断裂。所以疲劳断裂是与时间有关的断裂。在恒应力或恒应变下，疲劳将由三个过程组成：裂纹的形成（形核）；裂纹扩展到临界尺寸，余下断面的不稳定断裂。

扩展资料；

防止疲劳损坏，在金属材料中添加各种“维生素”是增强金属抗疲劳的有效办法，例如，在钢铁和有色金属里，加进万分之几或千万分之几的稀土元素，就可以大大提高这些金属抗疲劳的本领，延长使用寿命。

随着科学技术的发展，现已出现“金属免疫疗法”新技术，通过事先引入的办法来增强金属的疲劳强度，以抵抗疲劳损坏。此外，在金属构件上，应尽量减少薄弱环节，还可以用一些辅助性工艺增加表面光洁度，以免发生锈蚀。