处于疲劳荷载下的钢材需要注意什么

『壹』 什么叫钢材的疲劳断裂影响钢材疲劳强度的因素有哪些

钢材的疲劳断裂是微观裂纹在连续反复荷载作用下不断扩展直至断裂的脆性破坏。
钢材的疲劳强度取决于构造状况（应力集中程度和残余应力）、作用的应力幅、反复荷载的
循环次数。

『贰』 钢结构进行疲劳强度验算时应注意荷载采用基本组合对的吗

在确定实际轴心压杆的稳定承载力，应考虑构件的初始缺陷。初始缺陷是指初弯曲、荷载偏心、残余应力。

2.钢结构中采用的各种板材和型钢，都是经过多次辊扎形成的，薄钢板的屈服点比厚钢板的屈服点高。

3.受单向弯矩作用的压弯构件整体失稳可能存在两种形式为弯曲屈曲、侧扭屈曲。

4.钢梁进行刚度检算时，按结构的正常使用极限状态计算，荷载应按标准值计算；进行强度、稳定检算时，按结构承载能力极限状态计算，荷载应按设计值计算。

5.双轴对称截面理想轴心压杆失稳主要有两种形式弯曲屈曲和扭转屈曲；单轴对称截面的实腹式轴心压绕其非对称轴失稳是弯曲屈曲，而绕其对称轴失稳是弯扭屈曲。

6.对焊接板梁强度计算，除进行抗弯强度、抗剪强度计算外，还应检算局部稳定和整体稳定。

7.焊接组合梁截面高度h根据最大高度、最小高度、经济高度三方面因素确定。

8.螺栓连接中，沿受力方向规定螺栓端距大于2d，是为了防止构件受剪破坏；要求螺栓夹紧长度不超过螺栓杆的5倍，为了防止板材弯曲变形。

9.受静力荷载作用的受弯杆件强度计算中采用了截面塑性发展系数，目的是考虑部分截面塑性。

10.某钢种牌号为Q235-A，其中A的含义是质量较差，某型钢符号为∠110*10，其表示的含义为边长*厚度。

11.格构式轴心压杆中，对绕虚轴（x轴）整体稳定检算时应考虑剪切变形影响，以

12.钢梁在承受固定位置集中荷载或支座反力处设置支撑加筋肋，支撑加筋肋的端部承压及其与腹板的连接计算等需要单独计算。

13.建筑用钢材应具有良好的机械性能和加工性能，目前我国和世界上大多数国家，在钢材中主要采用碳素结构钢和低合金结构钢中少数几种钢材。

『叁』 影响钢材疲劳强度的因素是什么采取什么措施防止钢材的疲劳破坏

外部因素：1.工作条件包括载荷条件（应力状态，应力比，过，次载情况回，平均应力）载荷频率，环境答温度，环境介质
内部因素：1.力学上的：尺寸效应，表面粗糙度，缺口效应，残余应力（残余压应力提高疲劳强度，残余压应力降低疲劳强度）等
2.材料内部组织，合金成分：如结构钢，其中的碳能够强化基体，同时又可形成弥散碳化物进行弥散强化，提高材料的变形抗力，阻止疲劳裂纹的产生，从而提高疲劳强度，其他的合金元素可提高钢材的淬透性和改善钢材的强韧性来影响疲劳强度的。
从材料的热处理和组织来看，正火组织的疲劳强度最低，淬火回火的组织疲劳强度较高，回火马氏体的疲劳强度最高，回火托氏体次之，回火索氏体最低；淬火钢中若存在未溶铁素体和未转变的残余奥氏体，或是非马氏体组织，因他们都是比马氏体软的组织容易过早形成疲劳裂纹，会降低疲劳强度。
另外钢材中的非金属类夹杂物和冶金缺陷都会降低疲劳强度，因为这些都是萌生疲劳裂纹的发源地。
提高钢材疲劳强度的措施：降低应力集中，降低表面粗糙度，采用表面强化（表面喷丸，滚压，表面热处理，表面化学热处理如渗碳，渗氮等工艺），使用材料时注意材料纤维组织的方向，沿着纤维的方向疲劳强度高。

『肆』 什么叫钢结构疲劳破坏，影响疲劳破坏的因素有那些

一、疲劳破坏现象

钢材在连续反复荷载作用下会发生疲劳破坏，这种疲劳破坏在钢结构和钢构件中同样会发生。与钢材发生疲劳破坏的不同处在于钢结构和钢构件由于制作或构造上的原因总会存在缺陷，而这些缺陷就成为裂缝的起源，在疲劳破坏过程中，可以认为不存在裂纹形成这个阶段。

因此，钢结构和钢构件疲劳破坏的阶段为裂纹的扩展和最后断裂两个阶段。裂纹的扩展是十分缓慢的，而断裂是在裂纹扩展到一定尺寸时瞬间完成的。在裂纹扩展部分，断口因经反复荷载频繁作用的磨合，表面光滑而且愈近裂纹源愈光滑，而瞬面断裂的裂口比较粗糙并呈颗粒状,具有脆性断裂的特征。

二、影响疲劳强度的因素

影响疲劳强度的主要因素是应力集中，这同样是影响钢结构和钢构件疲劳强度的主要因素。但在钢结构和钢构件中，产生应力集中的原因则极为复杂，因此钢结构和钢构件的疲劳强度的计算比钢材的要困难得多。

(4)处于疲劳荷载下的钢材需要注意什么扩展阅读：

裂纹形成机理：

从微观角度分析，金属裂纹形成中最常见解释为滑移带开裂。随着载荷作用循环次数的不断增加，金属焊接结构材料内部晶体的位错密度不断加大，当位错密度增大到一定值时，晶体内部形成位错纠结，进而构成高密度的位错带和低密度的位错区域，这些区域对位错运动产生了阻碍作用。

在疲劳载荷继续作用下，位错之间相互作用，并向高能到低能方向转化，逐渐形成位错胞，继而发展成为亚晶结构。在这种方式下，晶体内部位错的演变和相互运动，导致金属内部出现滑移带。

滑移带的产生顺序一般是出现滑移线、形成滑移带和形成驻留滑移带这三部分。在疲劳载荷的循环作用下，首先在金属材料内部薄弱晶粒上出现位错运动，这种运动导致金属表面留下痕迹，即滑移线。在持续循环次数作用下，滑移线不断累积，逐渐形成滑移带。

而滑移带不断的被循环载荷挤入和挤出晶界面时，滑移带则转变成驻留滑移带。痕迹就是由驻留滑移带在材料表面留下的，当这种痕迹作用足够深时，便形成了初始的裂纹。因此，驻留滑移带是裂纹形成的关键因素。

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『陆』 2. 什么叫钢材的疲劳钢材的疲劳破坏属于什么性质的破坏影响钢材疲劳强度的

什么叫钢材的疲劳？
钢材在循环应力多次反复作用下裂纹生成、裂纹扩展、以至钢材断裂破坏的现象称为钢材的疲劳或疲劳破坏。
钢材的疲劳破坏属于什么性质的破坏？
对于钢材,在疲劳破坏之前并没有明显的变形,是一种突然发生的断裂,断口平直,属于反复荷载作用下的脆性破坏。
影响钢材疲劳强度的主要因素有哪些？
一、工作条件
1．载荷频率：在一定范围内可以提高疲劳强度；
2．次载锻炼：低于疲劳极限的应力称为次载。金属在低于疲劳极限的应力下先运转一定次数之后，则可以提高疲劳极限，这种次载荷强化作用称为次载锻炼。这种现象可能是由于应力应变循环产生的硬化及局部应力集中松弛的结果。
3．温度：温度降低，疲劳强度升高，温度升高，疲劳强度降低。
4．腐蚀介质：具有腐蚀性的环境介质因使金属表面产生蚀坑缺陷，将会降低材料疲劳强度而产生腐蚀疲劳。腐蚀疲劳曲线无水平线段．即不存在无限寿命的疲劳极限，只有条件疲劳极限。
二．表面状态及尺寸因素的影响

1.应力集中：机件表面的缺口应力集中，往往是引起疲劳破坏的主要原因。一般用kt表示应力集中程度，用kf和qf说明应力集中对疲劳强度的影响程度。

2.表面状态

（1）表面粗糙度:愈低，材料的疲劳极限愈高；愈高，疲劳极限愈低。材料强度愈高，表面粗糙度对疲劳极限的影响愈显著。表面加工方法不同，所得到的粗糙度不同。

（2）抗拉强度:愈高的材料，加工方法对其疲劳极限的影响愈大。因此，用高强度材料制造受循环载荷作用的机件时，其表面必须经过更加仔细的加工，不允许有*痕、擦伤或者大的缺陷，否则会使疲劳极限显著降低。

3．尺寸因素：机件尺寸对按劳强度也有较大的影响，在弯曲、扭转载荷作用下其影响更大。一般来说，随着机件尺寸的增大，其疲劳强度下降，这种现象称为疲劳强度尺寸效应。其大小可用尺寸效应系数表示。
三．表面强化及残余应力的影响
表面强化处理具有双重作用：提高表层强度；提供表层残余压应力，抵消一部分表层拉应力。

表面强化的方法通常有表面喷丸和滚压，表面淬火及表面化学热处理等。

四．材料成分及组织的影响
1．合金成分：合金成分是决定材料组织结构的基本要素，在各类结构工

程材料中，结构钢的疲劳强度最高，所以应用十分广泛。
在结构钢中，碳是影响疲劳强度的重要元素，当硬度>hrc40,疲劳强度随
碳的含量增加而增加。过高，疲劳强度下降。其它合金元素在钢中的作
用，主要是通过提高钢的淬透性和改善钢的强韧性来影响疲劳强度的。
2显微组织：
（1）细化晶粒能提高疲劳强度的原因，从疲劳裂纹沿晶界开裂的位错塞
积机制不难理解。另外，细化晶粒还可提高滑移形变抗力，抑制循环滑移
带的形成和开裂，增加裂纹扩展的晶界阻力，这些也都有利于提高疲劳强
度。
（2）结构钢的热处理组织有正火组织、淬火回火组织及等温淬火组织三
种类型。一般正火组织因碳化物为片状其疲劳强度最低，淬火回火组织因
碳化物为粒状其疲劳强度比正火的高．而且随着回火温度的不同，其弥散
碳化物的大小、数量及基体的强度也不同，从而疲劳强度也不同。