焊接容易疲劳断裂分析
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焊接接头设计中的疲劳分析和强度校核方法引言:焊接接头在工程结构中广泛应用,其质量直接关系到工程的安全和可靠性。
疲劳分析和强度校核是焊接接头设计中必不可少的环节,本文将探讨焊接接头的疲劳分析方法和强度校核方法。
一、焊接接头的疲劳分析方法焊接接头在使用过程中会受到循环加载的作用,长期受力容易引起疲劳破坏。
因此,疲劳分析是焊接接头设计的重要一环。
1. 确定加载条件疲劳分析的第一步是确定加载条件,包括加载幅值和加载频率。
通过实际工况和使用环境,了解焊接接头在使用过程中所受到的加载情况,确定加载条件。
2. 确定应力集中区域焊接接头的应力分布通常不均匀,存在应力集中的区域。
通过有限元分析等方法,确定焊接接头的应力集中区域,为后续的疲劳分析提供准确的应力数据。
3. 确定疲劳寿命曲线根据焊接接头的材料和加载条件,确定疲劳寿命曲线。
疲劳寿命曲线描述了焊接接头在不同加载次数下的寿命,可以用于预测焊接接头的使用寿命。
4. 进行疲劳分析根据确定的加载条件、应力集中区域和疲劳寿命曲线,进行疲劳分析。
通过计算焊接接头在不同加载次数下的应力,与疲劳寿命曲线进行对比,判断焊接接头的疲劳寿命是否满足要求。
二、焊接接头的强度校核方法除了疲劳分析外,强度校核也是焊接接头设计中的重要环节。
强度校核旨在保证焊接接头在正常工作条件下不发生塑性变形和破坏。
1. 确定加载条件强度校核的第一步是确定加载条件,包括静载和动载。
静载是指焊接接头所受到的常规静态加载,动载是指焊接接头所受到的冲击或振动加载。
2. 确定应力分布根据加载条件和焊接接头的几何形状,确定焊接接头的应力分布。
通过有限元分析等方法,计算焊接接头在加载条件下的应力分布。
3. 确定强度校核方法根据应力分布和焊接接头的材料性能,确定强度校核方法。
常用的强度校核方法有极限强度法、应力应变法和断裂力学法等。
4. 进行强度校核根据确定的强度校核方法,进行强度校核。
通过计算焊接接头在加载条件下的应力和应变,与强度校核方法进行对比,判断焊接接头的强度是否满足要求。
焊接结构疲劳失效的原因及改善工艺措施总结1焊接结构疲劳失效的原因焊接结构疲劳失效的原因主要有以下几个方面:①客观上讲,焊接接头的静载承受能力一般并不低于母材,而承受交变动载荷时,其承受能力却远低于母材,而且与焊接接头类型和焊接结构形式有密切的关系。
这是引起一些结构因焊接接头的疲劳而过早失效的一个主要的因素;②早期的焊接结构设计以静载强度设计为主,没有考虑抗疲劳设计,或者是焊接结构疲劳设计规范并不完善,以至于出现了许多现在看来设计不合理的焊接接头;③工程设计技术人员对焊接结构抗疲劳性能的特点了解不够,所设计的焊接结构往往照搬其它金属结构的疲劳设计准那么与结构形式;④焊接结构日益广泛,而在设计和制造过程中人为盲目追求结构的低本钱、轻量化,导致焊接结构的设计载荷越来越大;⑤焊接结构有往高速重载方向开展的趋势,对焊接结构承受动载能力的要求越来越高,而对焊接结构疲劳强度方面的科研水平相对滞后。
2焊接结构疲劳失效的要素2.1静载强度对焊接结构疲劳强度的影响在钢铁材料的研究中,人们总是希望材料具有较高的比强度,即以较轻的自身重量去承当较大的负载重量,因为相同重量的结构可以具有极大的承载能力;或是同样的承载能力可以减轻自身的重量。
所以高强钢应运而生,也具有较高的疲劳强度,基本金属的疲劳强度总是随着静载强度的增加而提高。
但是对于焊接结构来说,情况就不一样了,因为焊接接头的疲劳强度与母材静强度、焊缝金属静强度、热影响区的组织性能以及焊缝金属强度匹配没有多大的关系,也就是说只要焊接接头的细节一样,高强钢和低碳钢的疲劳强度是一样的,具有同样的S-N曲线,这个规律适合对接接头、角接接头和焊接梁等各种接头型式。
Maddox研究了屈服点在386-636MPa之间的碳锦钢和用6种焊条施焊的焊缝金属和热影响区的疲劳裂纹扩展情况,结果说明:材料的力学性能对裂纹扩展速率有一定影响,但影响并不大。
在设计承受交变载荷的焊接结构时,试图通过选用较高强度的钢种来满足工程需要是没有意义的。
焊接工程中的断裂分析方法教程焊接是制造和建筑行业中常用的连接方法,但在实际应用中,焊接接头的断裂问题时有发生。
为了解决这些问题,我们需要进行断裂分析,以确定断裂的原因和采取相应的措施。
本文将介绍焊接工程中常用的断裂分析方法,以帮助读者在实践中更好地解决断裂问题。
1. 磨片法磨片法是一种常用的断裂分析方法,它适用于对焊接接头进行显微镜观察。
首先,将焊接接头切割成薄片,然后进行研磨和腐蚀处理,使其显微结构清晰可见。
通过观察磨片下的组织结构,我们可以确定断裂的类型,例如金属间断裂、晶粒断裂或沿晶断裂。
此外,还可以通过特定的染色方法来鉴别不同的金相组织,以进一步了解断裂的原因。
2. 断口形貌观察法断口形貌观察法是通过观察焊接接头的断口形貌来判断断裂的原因。
根据断口的外观特征,可以判断断裂是由拉伸、剪切、腐蚀或疲劳引起的。
例如,拉伸断口通常呈现出拉伸韧裂的锥状外观,而剪切断口则呈现出平滑的剪切面。
在观察断裂时,我们要注意形貌特征的变化,并结合材料性能和使用条件来分析问题的根源。
3. 化学成分分析法化学成分分析法可以帮助我们了解焊接材料本身的质量和组成。
通过对焊接接头的化学成分进行分析,我们可以确定焊缝中是否存在组织非均匀或杂质过多的问题。
该方法通常使用光学光谱分析仪或电子探针进行,可以得出详细的元素含量和分布情况。
通过对比焊接材料的化学成分和标准要求,我们可以判断焊接质量是否合格,并确定问题的根源。
4. 数字图像处理法数字图像处理法是近年来发展起来的一种断裂分析方法。
它利用计算机技术对焊接接头的显微图像进行处理和分析,从而提取出有用的信息。
例如,可以通过图像处理技术测量焊缝的尺寸、形状和缺陷分布情况。
此外,还可以利用图像比对技术来检测焊接接头的变形和裂纹,以及确定焊接质量是否合格。
数字图像处理法具有高效、准确和自动化的特点,广泛应用于断裂分析领域。
5. 应力分析方法应力分析方法是一种通过测量和计算焊接接头的应力分布情况来判断断裂原因的方法。
钢箱梁焊缝疲劳裂纹原因分析与维护技术分析摘要:本文钢箱梁实际使用环境的基础上,简要阐述了钢箱梁的常见病害,之后对主要病害,即钢箱梁焊缝疲劳裂纹从分类与分布上进行了详细分析,最后,提出了一些检测疲劳裂纹的方法以及检修钢箱梁疲劳裂纹的措施,提供相关单位进行参考。
关键词:钢箱梁焊缝;疲劳裂纹;维护技术前言:钢箱梁具备着吊装方便快捷、加工方便、抗扭刚度大、抗风稳定性较强以及自重轻等优势,近几年来随着科技水平的进步,被广泛的应用于大跨度桥梁建设。
然而,在极为恶劣的周边自然环境以及钢箱梁自身的受力特点和材料特性的影响下,钢箱梁会因风荷载、车辆荷载等动力荷载的影响下,产生一系列的病害,最为典型的就是疲劳损伤。
疲劳断裂是一种主要的金属结构失效形式,在循环载荷的强烈影响下,钢结构会因腐蚀、应力集中等状况出现裂纹,归根结底,这种裂纹是由于疲劳强度引起的,而扩展的裂纹将会引发结构的失效。
根据美国土木工程学会 (ASCE)近几年的相关数据,由于疲劳损伤而引发的钢结构破坏占到了钢结构总破坏的80% ~ 90%。
目前,钢箱梁桥疲劳开裂以及成为了设计维护关键问题。
1钢箱梁的常见病害1.1 涂装劣化钢箱梁通常都是直接接触到海洋大气及周边空气的,而这种长期暴露会对钢箱梁产生一定的侵蚀,对钢箱梁安全造成不良影响。
为保护钢箱梁外部的完整性,通常会对桥梁钢结构表面进行一定的维护,而其中最具有效力及最为经济型的就是涂装。
但是观察长期服役的钢箱梁表面涂层可以发现,其仍出现大量生锈、脱落、裂纹、起泡、粉化问题,涂层的劣化将导致进一步的腐蚀。
1.2 腐蚀同一桥梁的不同位置所面临的环境有所区别,但工业废气中含有的大量盐粒子、水分、氮化物及硫化物会对钢箱梁焊缝产生一定的腐蚀作用,而桥梁所处位置周边空气通常会存在大量工业废气。
腐蚀的焊缝会出现承载力下降、刚度降低以及截面减小的情况。
另外,腐蚀严重情况下出现的锈坑将会引发钢结构脆性破坏,对于钢结构耐久性产生严重的损害。
焊接接头的累积疲劳行为及损伤评估焊接接头是工程结构中常见的连接方式之一,它的质量直接关系到结构的安全性和可靠性。
然而,焊接接头在使用过程中会受到各种外力的作用,从而引发累积疲劳行为和损伤。
本文将探讨焊接接头的累积疲劳行为及其评估方法。
一、焊接接头的累积疲劳行为焊接接头在使用过程中会受到循环载荷的作用,这些载荷可能是静态的或动态的。
由于焊接接头存在缺陷、应力集中等因素,这些载荷会导致焊接接头发生累积疲劳行为。
累积疲劳行为主要表现为接头的疲劳寿命逐渐减小,最终导致疲劳断裂。
焊接接头的累积疲劳行为受到多种因素的影响,包括焊接质量、载荷类型、工作环境等。
焊接质量是影响接头疲劳寿命的关键因素之一。
焊接缺陷如焊缝裂纹、气孔等会导致应力集中,从而降低接头的疲劳寿命。
此外,载荷类型也对接头的累积疲劳行为有重要影响。
动态载荷会引起接头的应力集中和振动,从而加速接头的疲劳破坏。
二、焊接接头的损伤评估方法为了评估焊接接头的损伤情况,工程师们开发了一系列的评估方法。
其中最常用的方法是疲劳寿命预测和损伤评估。
疲劳寿命预测是通过建立数学模型来估计焊接接头的寿命。
这些模型基于材料的疲劳性能和接头的几何形状、载荷条件等因素。
通过对这些因素进行综合考虑,可以预测出接头在给定载荷下的疲劳寿命。
然而,由于焊接接头的复杂性,疲劳寿命预测存在一定的不确定性。
损伤评估是通过检测焊接接头的损伤程度来评估其可靠性。
常用的损伤评估方法包括无损检测和有损检测。
无损检测是通过使用超声波、磁粉探伤等技术来检测焊接接头的内部缺陷。
这些技术可以非破坏性地检测接头的裂纹、气孔等缺陷,为接头的损伤评估提供依据。
有损检测则是通过对焊接接头进行剖析、显微组织分析等手段来评估其损伤情况。
除了疲劳寿命预测和损伤评估,还有一些其他方法可以用于焊接接头的累积疲劳行为和损伤评估。
例如,有限元分析可以通过建立接头的数值模型来模拟接头的受力情况,从而预测接头的疲劳行为。
此外,实验测试也是评估接头损伤的重要手段,通过加载实验和疲劳试验可以获得接头的疲劳性能和损伤特征。
焊接接头的疲劳性能研究及寿命预测方法引言焊接接头是工程结构中常见的连接方式,其疲劳性能对于结构的安全性和可靠性至关重要。
因此,对焊接接头的疲劳性能进行研究和寿命预测具有重要的理论和实际意义。
一、焊接接头的疲劳性能研究1. 疲劳破坏机理焊接接头在工作过程中,由于受到载荷的作用,会产生应力集中现象,从而导致接头发生疲劳破坏。
疲劳破坏主要包括裂纹的形成、扩展和最终断裂。
2. 影响疲劳性能的因素焊接接头的疲劳性能受到多种因素的影响,包括焊接工艺、焊缝形状、焊接材料、应力水平等。
其中,焊接工艺是影响疲劳性能的重要因素之一,包括焊接温度、焊接速度、焊接电流等。
3. 疲劳试验方法为了研究焊接接头的疲劳性能,通常采用疲劳试验方法。
疲劳试验可以通过施加不同的载荷和循环次数,模拟真实工作条件下的应力变化,从而评估焊接接头的疲劳寿命。
二、焊接接头寿命预测方法1. 经验法经验法是一种简化的寿命预测方法,通过根据已有的试验数据建立经验公式,来预测焊接接头的疲劳寿命。
这种方法的优点是简单易行,但是由于其基于试验数据的经验总结,其适用范围较窄。
2. 统计学方法统计学方法是通过对大量的试验数据进行统计分析,建立疲劳寿命的概率分布模型,从而预测焊接接头的寿命。
这种方法考虑了试验数据的分布特征,能够提供较为准确的寿命预测结果。
3. 数值模拟方法数值模拟方法是利用计算机软件对焊接接头进行有限元分析,通过模拟实际工作条件下的应力分布和变化规律,来预测焊接接头的疲劳寿命。
这种方法具有较高的精度和灵活性,但是需要大量的计算资源和较长的计算时间。
结论焊接接头的疲劳性能研究及寿命预测方法是一个复杂而重要的课题。
通过对焊接接头的疲劳破坏机理的研究,可以更好地理解焊接接头的疲劳性能。
同时,选择合适的寿命预测方法,可以为焊接接头的设计和使用提供科学依据,提高结构的安全性和可靠性。
未来,还需要进一步深入研究焊接接头的疲劳性能,开发更准确、高效的寿命预测方法,以满足不断发展的工程需求。
焊点热疲劳裂纹产生机理概述说明以及解释1. 引言1.1 概述焊接是一种常用的金属连接工艺,广泛应用于各个行业中。
然而,焊点热疲劳裂纹是焊接过程中普遍存在的问题之一。
它不仅会降低焊接结构的强度和耐久性,还可能引起断裂事故,对设备和人员安全造成威胁。
1.2 文章结构本文主要从机理、概述说明和解释等方面对焊点热疲劳裂纹产生进行阐述。
具体内容按如下结构展开:第二部分将详细介绍焊点热疲劳裂纹产生的机理。
包括焊接过程中的温度变化和应力分布,以及焊接材料的物理性质对热疲劳裂纹产生的影响以及微观组织变化引起的裂纹形成机制。
第三部分将概述说明焊点热疲劳裂纹的特征与形态,并对影响焊点热疲劳裂纹生成的因素进行探讨。
同时,通过实例分析典型应用领域中的焊点热疲劳裂纹,为读者提供更直观的参考。
第四部分将解释焊点热疲劳裂纹产生的机理。
主要包括塑性变形引起的应力集中效应和开裂倾向增加机制、温度梯度引起的残余应力和组织变化导致裂纹生成机制,以及焊接工艺参数对热疲劳裂纹形成的影响机制等内容。
最后,第五部分将总结对焊点热疲劳裂纹产生机理的综合认识,并给出在焊接过程中预防和控制焊点热疲劳裂纹的具体措施建议。
同时,提出未来的研究方向,以推动相关领域的进一步发展。
1.3 目的本文旨在深入了解焊点热疲劳裂纹产生机理,并对其进行全面概述和详细解释。
通过对该问题的深入分析,期望能够提高人们对焊接过程中焊点热疲劳裂纹问题的认识,为预防和控制该问题提供科学依据,并促使相关领域在未来的研究中取得新的突破。
2. 焊点热疲劳裂纹产生机理:2.1 焊接过程中的温度变化和应力分布:在焊接过程中,焊点受到了高温冷却循环的作用影响。
当焊点在短时间内被加热到高温,并随后迅速冷却时,会产生温度梯度,从而引起焊点内部的热应力。
这种温度变化和应力分布是导致焊点热疲劳裂纹产生的主要原因之一。
2.2 焊接材料的物理性质对热疲劳裂纹产生的影响:不同材料具有不同的物理性质,如热导率、膨胀系数和导热系数等。
1.焊接钢结构的缺点及其原因答:1、热影响区:受焊接高温影响,焊缝附近的母材存在“热影响区”,易使材质变脆。
热影响区内随各部分的温度的不同,其金相组织及其性能也发生了变化,有些部分的晶粒变粗。
硬度加大,塑性和韧性降低,易导致材质变脆。
2、焊缝缺陷:除非正确选择板材和焊接工艺,焊缝易存在各种的缺陷,如裂纹、边缘未融合、根部未焊透、咬肉、焊瘤、夹渣和气孔等。
缺陷的存在易导致构件产生应力集中而使裂纹扩大。
图1:各类焊缝缺陷裂纹:产生裂纹的主要原因是钢材的化学成分不当,含S高易产生热裂纹,含P高易产生冷裂纹。
不合适的焊接工艺和不合适焊接程序也将导致裂纹的产生。
裂纹有纵向也有横向,可以存在于焊缝内也有在焊缝附近的金属内。
边缘未融合:与焊前钢材表面的清理不彻底有关,焊接电流过小和焊接速度过快以致母材未达到融化状态有关。
根部未焊透:除电流不够和焊接速度过快外,焊条过粗及焊工的其他的不当操作也会致使该现象。
咬肉:因焊接参数选择不当或由于操作工艺不正确产生,如所用的焊接电流过强和电弧过长。
这是靠近焊缝表面的母材处产生的缺陷。
焊瘤:是焊接过程,熔化的金属流淌到焊缝以外未熔化的母材所形成的。
夹渣:是微粒焊渣在焊缝金属凝固时来不及浮至金属表面而存在于焊缝内的缺陷。
焊缝冷却过快会加剧此现象。
气孔:焊条受潮,熔化时产生的气体侵入焊缝而形成的。
总之,以上缺陷的存在,会导致构件产生应力集中而使裂纹扩大。
3、裂缝易扩展:焊接结构的刚度大,焊接结构具有连续性,局部裂缝一经产生便很容易扩展到整体,加剧了焊接钢结构的低温冷脆现象。
4、残余应力:焊接后,由于冷却时的不均匀收缩,构件内将存在焊接残余应力,在构件服役过程中,和其他所受荷载引起的工作应力相互叠加,使其产生二次变形和残余应力的重新分布,不但会降低结构的刚度和稳定性而且在温度和介质的共同作用下,还会严重影响结构的疲劳强度、抗脆断能力、抵抗应力腐蚀开裂和高温蠕变开裂的能力。
5、残余变形:焊接后,由于不均匀涨缩产生焊接残余变形,如原来为平面的钢板发生凹凸变形等,残余变形还会使构件尺寸和形状发生变化,矫正费工,如果矫正效果不佳,会影响构件的正常受力,产生附加的力和弯矩。
焊接结构的疲劳破坏和脆性断裂一、焊接结构的疲劳破坏大量统计资料表明,工程结构失效80%以上是由疲劳引起的。
美国商业部国家标准局向美国国会提出的研究报告,美国每年因断裂及防止断裂要付1190 亿美元的代价,相当国民经济总产值4 % ,而统计资料表明,绝大多数的断裂是由疲劳所引起的。
美国有几座桥梁的疲劳断裂纹发生在靠近焊缝端部的焊趾部位,如图2 一53 所示,在图示的裂纹部位有较高的应力集中。
在载荷作用下,腹板平面位移集中在一个比较狭窄而没有支撑的腹板高度上,也就是翼板至加强肋底部的腹板高度上(划阴影线区域),从而使该处腹板开裂。
疲劳定义为重复应力所引起的裂纹起始和缓慢扩展,从而产生的结构部件的损伤。
疲劳断裂过程通常经历裂纹萌生、稳定扩展和失稳扩展三个阶段。
‘一)疲劳断口的特征在进行疲劳断口的宏观分析时,一般把断口分成三个区,这三个区与疲劳裂纹的形成、扩展和瞬时断裂三个阶段相对应,分别称为疲劳源区、疲劳扩展区和瞬时扩展区,如图2 一54 所示。
疲劳源区是疲劳裂纹的形成过程在断口上留下的真实记录。
由于疲劳源区一般很小,所以宏观仁难以分辨疲劳源区的断面特征。
疲劳源一般总是发生在表面,但如果构件内部存在缺陷,如脆性夹杂物等,也可在构件内部发生。
疲劳源数目有时不止一个,而有两个甚至两个以上,对于低周疲劳,则于其应变幅值较大,断口上常有几个位于不同位置的疲劳源。
疲劳裂纹扩展区是疲劳断口上最重要的特征区域。
其宏观形貌特征常呈现为贝壳状或海滩波纹状条纹,而且条纹推进线一般是从裂纹源开始向四周推进,呈弧形线条,而且垂直于疲劳裂纹的扩展方向。
其微观特征是疲劳裂纹,又称疲劳辉纹,每一贝壳花纹内有干万条。
它通常是明暗交替的有规则相互平行的条纹,一般每一条纹代表一次载荷循环。
疲劳条纹的间距在 0.1- 0.4 Уm 之间一般来说,面心立方金属(如铝及铝合金、不锈钢)的疲劳条纹比较清晰、明显。
体心立方金属及密排六方结构金属的疲劳条纹远不如前者明显,如钢的疲劳条纹短而不连续,轮廓不明显。
焊接结构疲劳寿命评估方法研究引言:随着工程结构的发展,焊接结构在各行各业中得到了广泛应用。
然而,焊接结构由于焊接过程的引入和焊接缺陷的存在,容易产生疲劳断裂故障。
因此,研究焊接结构的疲劳寿命评估方法对于确保结构的安全性和可靠性非常重要。
一、疲劳断裂机理焊接结构在使用过程中主要受到循环载荷作用,这使得焊接接头内部发生了塑性应变的积累。
当积累的塑性应变达到一定程度时,焊接接头内部将出现应力集中区域,从而导致裂纹的形成和扩展。
当裂纹达到一定尺寸时,焊接接头就会出现疲劳断裂故障。
二、焊接疲劳寿命评估方法1.线性累积损伤线性累积损伤方法是一种简单有效的焊接疲劳寿命评估方法。
它包括了应力分析、系数计算、损伤评估和寿命预测等步骤。
通过这种方法可以确定焊接结构在给定载荷下的寿命。
2.塑性应变耗散评估塑性应变耗散评估方法是一种基于损伤积累的疲劳寿命评估方法。
它根据焊接接头内部的塑性应变积累情况来评估结构的寿命。
该方法更为精确,适用于多种不同的工程情况。
3.局部断裂力学评估局部断裂力学评估方法是一种基于局部损伤的焊接疲劳寿命评估方法。
它通过断裂力学参数的计算和分析来评估焊接接头的寿命。
该方法可以考虑焊接接头中不同区域的损伤情况,提高评估的准确性。
三、影响疲劳寿命的因素1.裂纹尺寸裂纹尺寸是影响疲劳寿命的一个重要因素。
裂纹尺寸越大,将会导致焊接接头的寿命降低。
2.焊接材料焊接材料的强度和塑性特性将直接影响焊接接头的疲劳寿命。
优质的焊接材料可以提高接头的疲劳寿命。
3.载荷频率载荷频率是指焊接结构在使用过程中所受到的载荷的次数。
频繁的载荷将会缩短焊接接头的疲劳寿命。
4.焊接接头形状和尺寸焊接接头的形状和尺寸将直接影响焊接接头在受载过程中的应力和塑性应变分布,从而影响疲劳寿命。
结论:焊接结构疲劳寿命评估方法是一项重要的研究内容,对于确保结构的安全和可靠具有重要意义。
线性累积损伤、塑性应变耗散和局部断裂力学评估是目前常用的焊接疲劳寿命评估方法,不同的方法适用于不同的工程情况。
焊接容易疲劳断裂分析
悬臂梁焊接件从底部断裂,从外观看,断裂位于底板的中间位置,靠近焊缝,断口呈纤维状,暗灰色,没有塑性变形,属于脆性断裂。
初步分析
1、从零件结构看,断裂位置位于零件的几何受力中心,此处受到的力矩最大,容易产生开裂。
2、断裂位置靠近焊缝,属于过热区(宽度约1~3mm);焊接时,它的温度在固相线至1100℃之间,该区域内奥氏体晶粒严重长大,冷却后得到晶粒粗大的过热组织,塑性和韧度明显下降,容易产生开裂。
3、零件在使用过程中,长期受到变化的外力作用,容易产生疲劳断裂。
<1>疲劳断裂是指金属件在变动应力和应变长期作用下,由于累积损伤而引起的断裂。
<2>疲劳断裂起源于引起应力集中的微裂纹,并沿特定的晶面扩展、劈开,最终形成宏观上的裂纹。
这些特定的晶面称为解理面。
<3>Q235属于金属,微观上,晶胞与晶胞之间都会有,间距较大、键结合较弱而易于开裂的低指数面(解理面)。
<4>当外力作用下,晶粒内的位错沿滑移面运动,滑移面不平行时,在交叉位置会形成位错塞积,造成应力集中,如不能通过其他方式松弛,就会在易于开裂的低指数面形成初裂纹。
<5>初裂纹很容易在晶粒内部扩展至晶界,造成晶界附近产生很大的应力集中,使相邻晶粒形成新的裂纹源。
<6>当应力足够大的时候,裂纹突破晶界的阻碍,迅速扩展,形成宏观上的金属裂纹。
<7>当合金(Q235也属于合金,铁碳合金)沿晶界析出连续或不连续的脆性相时,或者是当偏析或杂质弱化晶界时,裂纹可能沿晶界扩展,造成沿晶界断裂。
<8>疲劳断裂,断裂前既无宏观塑性变形,又没有其他征兆,并且一断裂后,裂纹扩展迅速,造成整体断裂或很大的裂口。