提高构件疲劳强度的措施方法有哪些?

如题所述

根据疲劳破坏的分析,裂纹源通常是在有应力集中的部位产生,而且构件持久极限的降低,很大程度是由于各种影响因素带来的应力集中影响。因此设法避免或减弱应力集中,可以有效提高构件的疲劳强度。可以从以下几个方面来提高构件的疲劳强度。
1、外形合理化
构件截面改变越激烈,应力集中系数就越大。因此工程上常采用改变构件外形尺寸的方法来减小应力集中。如采用较大的过渡圆角半径,使截面的改变尽量缓慢,如果圆角半径太大而影响装配时,可采用间隔环。既降低了应力集中又不影响轴与轴承的装配。此外还可采用凹圆角或卸载槽以达到应力平缓过渡。
设计构件外形时,应尽量避免带有尖角的孔和槽。在截面尺寸突然变化处(阶梯轴),当结构需要直角时,可在直径较大的轴段上开卸载槽或退刀槽减小应力集中;当轴与轮毂采用静配合时,可在轮毂上开减荷槽或增大配合部分轴的直径,并采用圆角过渡,从而可缩小轮毂与轴的刚度差距,减缓配合面边缘处的应力集中。
2、提高构件表面质量
一般说,构件表层的应力都很大,例如在承受弯曲和扭转的构件中,其最大应力均发生在构件的表层。同时由于加工的原因,构件表层的刀痕或损伤处,又将引起应力集中。因此,对疲劳强度要求高的构件,应采用精加工方法,以获得较高的表面质量。特别是对高强度钢这类对应力集中比较敏感的材料,其加工更需要精细。
3、提高构件表面强度
常用的方法有表面热处理和表面机械强化两种方法。表面热处理通常采用高频淬火、渗碳、氰化、氮化等措施,以提高构件表层材料的抗疲劳强度能力。表面机械强化通常采用对构件表面进行滚压、喷丸等,使构件表面形成预压应力层,以降低最容易形成疲劳裂纹的拉应力,从而提高表层强度。
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。
温馨提示:答案为网友推荐,仅供参考
相似回答