處於疲勞荷載下的鋼材需要注意什麼

『壹』 什麼叫鋼材的疲勞斷裂影響鋼材疲勞強度的因素有哪些

鋼材的疲勞斷裂是微觀裂紋在連續反復荷載作用下不斷擴展直至斷裂的脆性破壞。
鋼材的疲勞強度取決於構造狀況（應力集中程度和殘余應力）、作用的應力幅、反復荷載的
循環次數。

『貳』 鋼結構進行疲勞強度驗算時應注意荷載採用基本組合對的嗎

在確定實際軸心壓桿的穩定承載力，應考慮構件的初始缺陷。初始缺陷是指初彎曲、荷載偏心、殘余應力。

2.鋼結構中採用的各種板材和型鋼，都是經過多次輥扎形成的，薄鋼板的屈服點比厚鋼板的屈服點高。

3.受單向彎矩作用的壓彎構件整體失穩可能存在兩種形式為彎曲屈曲、側扭屈曲。

4.鋼梁進行剛度檢算時，按結構的正常使用極限狀態計算，荷載應按標准值計算；進行強度、穩定檢算時，按結構承載能力極限狀態計算，荷載應按設計值計算。

5.雙軸對稱截面理想軸心壓桿失穩主要有兩種形式彎曲屈曲和扭轉屈曲；單軸對稱截面的實腹式軸心壓繞其非對稱軸失穩是彎曲屈曲，而繞其對稱軸失穩是彎扭屈曲。

6.對焊接板梁強度計算，除進行抗彎強度、抗剪強度計算外，還應檢算局部穩定和整體穩定。

7.焊接組合梁截面高度h根據最大高度、最小高度、經濟高度三方面因素確定。

8.螺栓連接中，沿受力方向規定螺栓端距大於2d，是為了防止構件受剪破壞；要求螺栓夾緊長度不超過螺栓桿的5倍，為了防止板材彎曲變形。

9.受靜力荷載作用的受彎桿件強度計算中採用了截麵塑性發展系數，目的是考慮部分截麵塑性。

10.某鋼種牌號為Q235-A，其中A的含義是質量較差，某型鋼符號為∠110*10，其表示的含義為邊長*厚度。

11.格構式軸心壓桿中，對繞虛軸（x軸）整體穩定檢算時應考慮剪切變形影響，以

12.鋼梁在承受固定位置集中荷載或支座反力處設置支撐加筋肋，支撐加筋肋的端部承壓及其與腹板的連接計算等需要單獨計算。

13.建築用鋼材應具有良好的機械性能和加工性能，目前我國和世界上大多數國家，在鋼材中主要採用碳素結構鋼和低合金結構鋼中少數幾種鋼材。

『叄』 影響鋼材疲勞強度的因素是什麼採取什麼措施防止鋼材的疲勞破壞

外部因素：1.工作條件包括載荷條件（應力狀態，應力比，過，次載情況回，平均應力）載荷頻率，環境答溫度，環境介質
內部因素：1.力學上的：尺寸效應，表面粗糙度，缺口效應，殘余應力（殘余壓應力提高疲勞強度，殘余壓應力降低疲勞強度）等
2.材料內部組織，合金成分：如結構鋼，其中的碳能夠強化基體，同時又可形成彌散碳化物進行彌散強化，提高材料的變形抗力，阻止疲勞裂紋的產生，從而提高疲勞強度，其他的合金元素可提高鋼材的淬透性和改善鋼材的強韌性來影響疲勞強度的。
從材料的熱處理和組織來看，正火組織的疲勞強度最低，淬火回火的組織疲勞強度較高，回火馬氏體的疲勞強度最高，回火托氏體次之，回火索氏體最低；淬火鋼中若存在未溶鐵素體和未轉變的殘余奧氏體，或是非馬氏體組織，因他們都是比馬氏體軟的組織容易過早形成疲勞裂紋，會降低疲勞強度。
另外鋼材中的非金屬類夾雜物和冶金缺陷都會降低疲勞強度，因為這些都是萌生疲勞裂紋的發源地。
提高鋼材疲勞強度的措施：降低應力集中，降低表面粗糙度，採用表面強化（表面噴丸，滾壓，表面熱處理，表面化學熱處理如滲碳，滲氮等工藝），使用材料時注意材料纖維組織的方向，沿著纖維的方向疲勞強度高。

『肆』 什麼叫鋼結構疲勞破壞，影響疲勞破壞的因素有那些

一、疲勞破壞現象

鋼材在連續反復荷載作用下會發生疲勞破壞，這種疲勞破壞在鋼結構和鋼構件中同樣會發生。與鋼材發生疲勞破壞的不同處在於鋼結構和鋼構件由於製作或構造上的原因總會存在缺陷，而這些缺陷就成為裂縫的起源，在疲勞破壞過程中，可以認為不存在裂紋形成這個階段。

因此，鋼結構和鋼構件疲勞破壞的階段為裂紋的擴展和最後斷裂兩個階段。裂紋的擴展是十分緩慢的，而斷裂是在裂紋擴展到一定尺寸時瞬間完成的。在裂紋擴展部分，斷口因經反復荷載頻繁作用的磨合，表面光滑而且愈近裂紋源愈光滑，而瞬面斷裂的裂口比較粗糙並呈顆粒狀,具有脆性斷裂的特徵。

二、影響疲勞強度的因素

影響疲勞強度的主要因素是應力集中，這同樣是影響鋼結構和鋼構件疲勞強度的主要因素。但在鋼結構和鋼構件中，產生應力集中的原因則極為復雜，因此鋼結構和鋼構件的疲勞強度的計算比鋼材的要困難得多。

(4)處於疲勞荷載下的鋼材需要注意什麼擴展閱讀：

裂紋形成機理：

從微觀角度分析，金屬裂紋形成中最常見解釋為滑移帶開裂。隨著載荷作用循環次數的不斷增加，金屬焊接結構材料內部晶體的位錯密度不斷加大，當位錯密度增大到一定值時，晶體內部形成位錯糾結，進而構成高密度的位錯帶和低密度的位錯區域，這些區域對位錯運動產生了阻礙作用。

在疲勞載荷繼續作用下，位錯之間相互作用，並向高能到低能方向轉化，逐漸形成位錯胞，繼而發展成為亞晶結構。在這種方式下，晶體內部位錯的演變和相互運動，導致金屬內部出現滑移帶。

滑移帶的產生順序一般是出現滑移線、形成滑移帶和形成駐留滑移帶這三部分。在疲勞載荷的循環作用下，首先在金屬材料內部薄弱晶粒上出現位錯運動，這種運動導致金屬表面留下痕跡，即滑移線。在持續循環次數作用下，滑移線不斷累積，逐漸形成滑移帶。

而滑移帶不斷的被循環載荷擠入和擠出晶界面時，滑移帶則轉變成駐留滑移帶。痕跡就是由駐留滑移帶在材料表面留下的，當這種痕跡作用足夠深時，便形成了初始的裂紋。因此，駐留滑移帶是裂紋形成的關鍵因素。

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『陸』 2. 什麼叫鋼材的疲勞鋼材的疲勞破壞屬於什麼性質的破壞影響鋼材疲勞強度的

什麼叫鋼材的疲勞？
鋼材在循環應力多次反復作用下裂紋生成、裂紋擴展、以至鋼材斷裂破壞的現象稱為鋼材的疲勞或疲勞破壞。
鋼材的疲勞破壞屬於什麼性質的破壞？
對於鋼材,在疲勞破壞之前並沒有明顯的變形,是一種突然發生的斷裂,斷口平直,屬於反復荷載作用下的脆性破壞。
影響鋼材疲勞強度的主要因素有哪些？
一、工作條件
1．載荷頻率：在一定范圍內可以提高疲勞強度；
2．次載鍛煉：低於疲勞極限的應力稱為次載。金屬在低於疲勞極限的應力下先運轉一定次數之後，則可以提高疲勞極限，這種次載荷強化作用稱為次載鍛煉。這種現象可能是由於應力應變循環產生的硬化及局部應力集中鬆弛的結果。
3．溫度：溫度降低，疲勞強度升高，溫度升高，疲勞強度降低。
4．腐蝕介質：具有腐蝕性的環境介質因使金屬表面產生蝕坑缺陷，將會降低材料疲勞強度而產生腐蝕疲勞。腐蝕疲勞曲線無水平線段．即不存在無限壽命的疲勞極限，只有條件疲勞極限。
二．表面狀態及尺寸因素的影響

1.應力集中：機件表面的缺口應力集中，往往是引起疲勞破壞的主要原因。一般用kt表示應力集中程度，用kf和qf說明應力集中對疲勞強度的影響程度。

2.表面狀態

（1）表面粗糙度:愈低，材料的疲勞極限愈高；愈高，疲勞極限愈低。材料強度愈高，表面粗糙度對疲勞極限的影響愈顯著。表面加工方法不同，所得到的粗糙度不同。

（2）抗拉強度:愈高的材料，加工方法對其疲勞極限的影響愈大。因此，用高強度材料製造受循環載荷作用的機件時，其表面必須經過更加仔細的加工，不允許有*痕、擦傷或者大的缺陷，否則會使疲勞極限顯著降低。

3．尺寸因素：機件尺寸對按勞強度也有較大的影響，在彎曲、扭轉載荷作用下其影響更大。一般來說，隨著機件尺寸的增大，其疲勞強度下降，這種現象稱為疲勞強度尺寸效應。其大小可用尺寸效應系數表示。
三．表面強化及殘余應力的影響
表面強化處理具有雙重作用：提高表層強度；提供表層殘余壓應力，抵消一部分表層拉應力。

表面強化的方法通常有表面噴丸和滾壓，表面淬火及表面化學熱處理等。

四．材料成分及組織的影響
1．合金成分：合金成分是決定材料組織結構的基本要素，在各類結構工

程材料中，結構鋼的疲勞強度最高，所以應用十分廣泛。
在結構鋼中，碳是影響疲勞強度的重要元素，當硬度>hrc40,疲勞強度隨
碳的含量增加而增加。過高，疲勞強度下降。其它合金元素在鋼中的作
用，主要是通過提高鋼的淬透性和改善鋼的強韌性來影響疲勞強度的。
2顯微組織：
（1）細化晶粒能提高疲勞強度的原因，從疲勞裂紋沿晶界開裂的位錯塞
積機制不難理解。另外，細化晶粒還可提高滑移形變抗力，抑制循環滑移
帶的形成和開裂，增加裂紋擴展的晶界阻力，這些也都有利於提高疲勞強
度。
（2）結構鋼的熱處理組織有正火組織、淬火回火組織及等溫淬火組織三
種類型。一般正火組織因碳化物為片狀其疲勞強度最低，淬火回火組織因
碳化物為粒狀其疲勞強度比正火的高．而且隨著回火溫度的不同，其彌散
碳化物的大小、數量及基體的強度也不同，從而疲勞強度也不同。