影响钢结构疲劳强度的因素
钢结构疲劳破坏的原因主要包括材料因素、应力因素、环境因素、设计及施工缺陷等
影响工件疲劳寿命的因素很多,有应力集中、零件尺寸、表面状态、环境介质、加载顺序和频率等,其中前三种主要。
1.应力集中的影响:零件受载时,在几何形状突然变化处,如圆角、孔、凹槽等,要产生应力集中,对应力集中敏感还与材料有关,常用有效应力集中系数(可查有关手册)来考虑应力集中对疲劳强度的影响。材料的强渡极限越高,对应力集中越敏感。如果在同一个截面上同时有几个应立集中源时,应该采用其中z大有效应力集中系数进行计算。
2.尺寸的影响:零件尺寸的大小对疲劳强度的影响可以用尺寸系数(可以查有关手册)来表示。当其他条件相同时,尺寸越大,对零件疲劳强度的影响越显著。原因是由于材料的晶粒较粗大,出现缺陷的概率大,同时机械加工后表面冷作硬化层(对疲劳强度有利)相对较薄。
3.表面状态的影响:零件表面质量对疲劳强度的影响可以用表面状态系数(可以查有关手册)来表示。铸铁对于加工后的表面状态很不敏感,可以取钢的强度极限极高,表面越粗糙,表面状态系数越低,所以用高强度合金钢制造的零件,为了使疲劳强度有所提高,其表面应该有较高的加工质量。此外,还可以采取下列措施来改善表面。
材料方面的因素。钢材的内在性质,如组织、化学成分、热处理方式等,以及可能存在的缺陷,如夹杂物、氧化皮等,都会影响其疲劳寿命.
应力方面的因素。包括应力集中、应力幅值、应力比和应力循环次数等,这些因素都会加速钢材的疲劳过程.
环境方面的因素。钢材在不同环境下的疲劳性能有所差异,特别是温度、湿度、腐蚀等环境条件对其疲劳寿命有显著影响
客户私自改装方面的因素。有些客户在工业厂房使用过程中,由于车间内设备需要在局部增加集中荷载,由于长时间的集中荷载负重,会严重的影响其疲劳寿命,严重情况下会导致结构不稳定,而产生安全隐患。