深入解析材料疲勞強度：案例、影響因素、設(shè)備詳解！

時間：2024-03-02作者：蘇州科準測控有限公司瀏覽：33

近期，小編接到許多客戶的咨詢，主要集中在疲勞試驗機的使用上，用于測試各類模具或機械零部件。因此，很多人都對材料的疲勞強度產(chǎn)生了疑問。

材料的疲勞強度是在機械零部件和模具承受載荷的背景下變得尤為關(guān)鍵。這些載荷涵蓋了靜態(tài)載荷的持久強度和動態(tài)可變載荷，而大多數(shù)情況下，系統(tǒng)處于不斷變化的可變載荷中。我們都知道，載荷的反復(fù)作用會導(dǎo)致一種被稱為疲勞的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象可能在遠遠原始靜態(tài)載荷引起的破斷應(yīng)力水平下導(dǎo)致機械零部件的斷裂。

在本文中，科準測控小編將深入探討提高疲勞限的關(guān)鍵措施，以及在設(shè)計和使用過程中應(yīng)該注意的因素，以便為模具和機械零部件的提供實用的指導(dǎo)。   

     

什么是疲勞斷裂和疲勞限？

這種由于重復(fù)載荷累積而產(chǎn)生的斷裂稱為疲勞斷裂。統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，一般來說大多數(shù)模具零件和機械零部件發(fā)生斷裂的重復(fù)應(yīng)力次數(shù)高達107次（10,000,000次）。引起疲勞斷裂的下限應(yīng)力稱為疲勞限。




一、常見的注塑模具零件的疲勞斷裂案例

芯銷斷裂、型腔斷裂、出銷屈曲斷裂、螺旋彈簧斷裂。

二、材料的疲勞強度類型

靜態(tài)疲勞強度（Static Fatigue Strength）： 在單一靜態(tài)載荷下材料發(fā)生疲勞破裂的強度。這種情況下，載荷是恒定不變的。

低周疲勞強度（Low-Cycle Fatigue Strength）： 指在相對較低的應(yīng)力水平下，材料在很少的載荷循環(huán)次數(shù)內(nèi)發(fā)生疲勞破裂的強度。這一類疲勞通常伴隨著高應(yīng)力幅值。

高周疲勞強度（High-Cycle Fatigue Strength）： 表示在較高的應(yīng)力水平下，材料需要經(jīng)歷許多載荷循環(huán)才會發(fā)生疲勞破裂。這一類疲勞通常涉及相對較低的應(yīng)力幅值。

循環(huán)疲勞強度（Endurance Limit or Fatigue Limit）： 指材料在長時間循環(huán)載荷下不發(fā)生疲勞破裂的應(yīng)力水平。一些材料在達到循環(huán)疲勞強度后，可以無限循環(huán)地承受載荷而不發(fā)生疲勞破裂。

 

三、常見需要進行疲勞強度測試的材料

1、金屬材料：包括鋼、鋁、銅、鎳合金等。在航空、汽車、建筑等領(lǐng)域，金屬構(gòu)件通常需要經(jīng)受長時間的循環(huán)應(yīng)力，因此對其疲勞強度進行測試是必要的。

2、復(fù)合材料：如碳纖維增強復(fù)合材料、玻璃纖維增強復(fù)合材料等。這些材料在航空航天、汽車、體育器材等領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用，而且通常需要經(jīng)受多種復(fù)雜載荷，因此對其疲勞行為進行測試是至關(guān)重要的。

3、塑料材料：考慮到塑料在許多應(yīng)用中的重要性，特別是在包裝、電子產(chǎn)品和消費品制造中，對塑料材料的疲勞強度進行測試是必要的。

4、橡膠材料：在汽車輪胎、密封件等應(yīng)用中，橡膠材料需要經(jīng)受變形和循環(huán)應(yīng)力，因此對其疲勞性能進行測試是關(guān)鍵的。

5、陶瓷材料：尤其是在高溫、高壓環(huán)境下使用的陶瓷材料，對其疲勞強度的測試有助于確保其在端條件下的性。

6、生物材料：在醫(yī)療器械和生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域，對于植入體材料等生物材料的疲勞強度測試也是至關(guān)重要的。

 

四、相關(guān)設(shè)備（疲勞試驗機）

1、皮膚水下疲勞試驗機 

2、低溫導(dǎo)材料疲勞試驗機（-196攝氏度） 

五、影響疲勞限的因素

1. 抗拉強度

2. 缺口效應(yīng)

3. 尺寸效應(yīng)

4. 表面粗糙度

5. 腐蝕

6. 其他部件施加的應(yīng)力

7. 機械加工時的環(huán)境溫度

8. 使用環(huán)境溫度

9. 反復(fù)載荷速度

10. 組合載荷

11. 重復(fù)載荷

12. 可變載荷

13. 載荷暫停

14.疲勞變形




以上就是小編對材料疲勞強度相關(guān)內(nèi)容的介紹了，希望可以給大家?guī)韼椭?！如果您還想了解多關(guān)于材料疲勞強度計算公式、衡量指標，材料疲勞強度怎么測試，疲勞試驗機工作原理、校準規(guī)范、檢定規(guī)程、原理和頻率等問題，歡迎您關(guān)注我們，也可以給我們私信和留言，科準測控技術(shù)團隊為您解答！           


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