材料的疲勞強(qiáng)度對各種外在因素和內(nèi)在因素 都極為敏感。各種因素對疲勞強(qiáng)度的影響是疲勞 研究的重要方面 ,這種研究將為零件合理的結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)\以及正確選擇材料和合理制訂各種冷熱加 工工藝提供依據(jù) ,以保證零件具有高的疲勞性能,。 1    應(yīng)力集中的影響

常規(guī)所講的疲勞強(qiáng)度 ,都是用精心加工的光 滑試樣測得的 ,然而 ,實(shí)際機(jī)械零件都不可避免 地存在著不同形式的缺口 ,如臺(tái)階 \鍵槽 \螺紋和 油孔等 ,。這些缺口的存在造成應(yīng)力集中 ,使缺口 根部的******實(shí)際應(yīng)力遠(yuǎn)大于零件所承受的名義 應(yīng)力 ,零件的疲勞破壞往往從這里開始。

理論應(yīng)力集中系數(shù) kt:在理想的彈性條件 下 , 由彈性理論求得的 ,缺口根部的******實(shí)際應(yīng) 力與名義應(yīng)力的比值,。

有效應(yīng)力集中系數(shù)( 或疲勞應(yīng)力集中系數(shù)) kf:光滑試樣的疲勞極限 σ-1 與缺口試樣疲勞極 限 σ-1n 的比值,。

有效應(yīng)力集中系數(shù)不僅受構(gòu)件尺寸和形狀 的影響 ,而且受材料的物理性質(zhì) \加工 \熱處理等 多種因素的影響。

有效應(yīng)力集中系數(shù)隨著缺口尖銳程度的增 加而增加 ,但通常小于理論應(yīng)力集中系數(shù) 。疲勞 缺口敏感度系數(shù) q:疲勞缺口敏感度系數(shù)表示材 料對疲勞缺口的敏感程度 , 由下式計(jì)算,。

q = 

q 的數(shù)據(jù)范圍是 0 - 1 , q 值越小 ,表征材料 對缺口越不敏感 ,。試驗(yàn)表明 ,q 并非純粹是材料 常數(shù) ,它仍然和缺口尺寸有關(guān) , 只有當(dāng)缺口半徑 大于一定值后 ,q 值才基本與缺口無關(guān) , 而且對 于不同材料或處理狀態(tài) ,此半徑值也不同。

2    尺寸因素的影響

由于材料本身組織的不均勻性以及內(nèi)部缺 陷的存在 ,尺寸增加造成材料破壞概率的增加 ,

從而降低材料的疲勞極限 ,。尺寸效應(yīng)的存在 ,是 把試驗(yàn)室小試樣測得的疲勞數(shù)據(jù)運(yùn)用于大尺寸 實(shí)際零件中的一個(gè)重要問題 , 由于不可能把實(shí)際 尺寸的零件上存在的應(yīng)力集中 \應(yīng)力梯度等完全 相似地在小試樣上再現(xiàn)出來 ,從而造成試驗(yàn)室結(jié) 果與某些具體零件疲勞破壞之間的互相脫節(jié),。

3    表面加工狀態(tài)的影響

機(jī)加工的表面總存在著高低不平的加工痕  跡 ,這些痕跡就相當(dāng)于微小缺口 ,在材料表面造成  應(yīng)力集中 ,從而降低材料的疲勞強(qiáng)度。試驗(yàn)表明 ,  對于鋼和鋁合金 ,粗糙的加工(粗車)與縱向精拋  光相比 ,疲勞極限要降低 10%—20%甚至更多,。 材料的強(qiáng)度越高 ,則對表面光潔度越敏感,。

4    加載經(jīng)歷的影響

所謂超載損傷是指材料在高于疲勞極限的 載荷下運(yùn)行達(dá)到一定周次后 ,將造成材料疲勞極 限的下降 。超載越高 , 造成損傷所需的周次越 短 , 事實(shí)上 ,在一定條件下 ,少量次數(shù)的超載不 僅不會(huì)對材料造成損傷 , 由于形變強(qiáng)化 \裂紋尖 端鈍化以及殘余壓應(yīng)力的作用 ,還會(huì)對材料造成 強(qiáng)化 ,從而提高材料的疲勞極限 ,。 因此 ,應(yīng)對超 載損傷的概念進(jìn)行一些補(bǔ)充和修正,。

所謂次載鍛煉是指材料在低于疲勞極限但 高于某一限值的應(yīng)力水平下運(yùn)行一定周次后 ,造 成材料疲勞極限升高的現(xiàn)象 。次載鍛煉的效果 和材料本身的性能有關(guān) ,塑性好的材料 ,一般來 說鍛煉周期要長些 ,鍛煉應(yīng)力要高些方能見效 ,。 5    化學(xué)成分的影響

材料的疲勞強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)度在一定條件下 存在著較密切的關(guān)系 , 因此 ,在一定條件下凡能 提高抗拉強(qiáng)度的合金元素 ,均可提高材料的疲勞 強(qiáng)度 ,。 比較而言 ,碳是影響材料強(qiáng)度的最主要因 素 。而一些在鋼中形成夾雜物的雜質(zhì)元素則對 疲勞強(qiáng)度產(chǎn)生不利影響,。

6    熱處理和顯微組織的影響不同的熱處理狀態(tài)會(huì)得到不同的顯微組織 , 因此 ,熱處理對疲勞強(qiáng)度的影響 ,實(shí)質(zhì)上就是顯 微組織的影響 ,。同一成份的材料 , 由于熱處理不 同 ,雖然可以得到相同的靜強(qiáng)度 ,但由于組織的 不同 ,疲勞強(qiáng)度可在相當(dāng)大的范圍內(nèi)變化。