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    影响螺旋管标准材质的八个因素




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      无缝钢管材料的疲劳强度对各种外在因素和内在因素都极为敏感。外在环境因素主要包括零件的形状和尺寸、表面光洁度及使用技术条件等,内在影响因素分析包括材料本身的成分,组织发展状态、纯净度和残余应力等。 这些因素的微小变化会引起材料疲劳性能的波动甚至大变化。

      各种因素对疲劳强度的影响是疲劳研究的一个重要方面。 本研究将为零件合理的结构设计,正确选择国标螺旋管材料,合理制定各种冷热加工工艺提供依据,以保证零件的高疲劳性能。

      1应力集中的影响

      常规所讲的疲劳强度,都是用精心加工的光滑试样测得的,然而,实际机械零件都不可避免地存在着不同形式的缺口,如台阶、键槽、螺纹和油孔等。这些缺口的存在形成应力集中,使缺口根部的最大实践应力远大于零件所接受的名义应力,零件的疲倦毁坏常常从这里开端。

      理论应力集中系数Kt :在理想的弹性条件下,由弹性理论求得的,缺口根部的最大实际应力与名义应力的比值。

      有效应力集中系数(或疲倦应力集中系数)Kf:润滑试样的疲倦极限σ-1与缺口试样疲倦极限σ-1n的比值。

      有效应力集中系数不只受构件尺寸和外形的影响,而且受资料的物理性质、加工、热处置等多种要素的影响。

      有效应力集中系数随着缺口锋利水平的增加而增加,但通常小于理论应力集中系数。

      疲劳缺口敏感度系疲劳缺口敏感度系数表示材料对疲劳缺口的敏感程度,由下式计算。

      q的数据范围是0-1,q值越小,表征无缝钢管材料对缺口越不敏感。实验标明,q并非地道是资料常数,它依然和缺口尺寸有关,只要当缺口半径大于一定值后,q值才根本与缺口无关,而且关于不同资料或处置状态,此半径值也不同。

      2.尺寸因素的影响

      表面加工状态的影响由于材料本身组织的不均匀性以及内部的存在,尺寸增加造成材料破坏概率的增加,从而降低材料的疲劳极限。尺寸效应的存在,是把实验室小试样测得的疲倦数据运用于尺寸实践零件中的一个重要问题,由于不可能把实践尺寸的零件上存在的应力集中、应力梯度等完整类似地在小试样上再现出来,从而形成实验室结果与某些详细零件疲倦毁坏之间的相互脱节。

      3.表面加工状态的影响

      机加工的表面总存在着高低不平的加工痕迹,这些数据痕迹就相当于微小缺口,在材料以及表面质量造成应力主要集中,从而可以降低建筑材料的疲劳强度。试验表明,对于钢和铝合金,粗糙的加工(粗车)与纵向精抛光相比,疲劳极限要降低10%-20%甚至更多。材料的强度越来越高,则对表面光洁度越敏感。





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