山東省Derunyingのシームレス鋼管材料の疲労強度は、さまざまな外部および内部要因に非常に敏感です。外部要因には、部品の形状、サイズ、表面の滑らかさ、使用条件などが含まれ、内部要因には、組成、テクスチャ、材料自体の純度、残留応力など。これらの要因の微妙な変化は、材料の疲労性能に変動をもたらしたり、大幅な違いを引き起こしたりします。

疲労強度への要因の影響は、疲労研究の重要な側面です。この研究は、適切な部品構造の設計、正しいシームレス鋼管材料の選択、およびさまざまな合理的な冷間および熱間加工技術の策定に役立ち、それによって部品の高い疲労性能を保証します。

1.応力集中の影響
従来、疲労強度は精巧で滑らかなサンプルを用いた測定で得られていました。ただし、実際の機械部品には、ステップ、キー溝、ねじ山、油穴などの異なるノッチが必ず存在します。これらのノッチが存在すると、応力集中が発生します。これにより、ノッチのルートでの最大実際応力が、成形品が負担する公称応力よりもはるかに大きくなり、多くの場合、成形品の疲労破壊が始まります。

理論的応力集中係数Kt:理想的な弾性条件下での弾性理論に従って得られた、ノッチの付け根の公称応力に対する最大実際応力の比率。

有効応力集中係数(または疲労応力集中係数)Kf:滑らかなサンプルの疲労限度σ-1とノッチサンプルの疲労限度σ-1nの比率。
有効応力集中係数は、コンポーネントのサイズと形状だけでなく、材料の物理的特性、処理、熱処理などの要因にも影響されます。

有効応力集中係数は、ノッチの鋭さとともに増加しますが、通常、理論上の応力集中係数よりも小さくなります。
疲労ノッチ感度係数q:疲労ノッチ感度係数は、材料の疲労ノッチに対する感度を示し、次の式で計算されます。
qのデータ範囲は0-1であり、qが小さいほど、シームレス鋼管材料のノッチに対する感度が低くなります。実験は、qが純粋に材料定数ではなく、ノッチサイズに関連していることを示しています。qは、ノッチの半径が特定の値より大きい場合にのみ、基本的にノッチと無関係です。半径の値は、異なる材料または処理ステータスによって異なります。

2.サイズの影響
テクスチャの不均一性と材料の内部欠陥により、サイズの増加は材料の破損の可能性を拡大し、それによって材料の疲労限度が減少します。サイズ効果の存在は、実験室で少量サンプルを測定して得られた疲労データを実際のサイズの部分に適用する上で重要な問題です。実寸の部分の応力集中や応力勾配などを完全かつ同様に表現することは不可能であるため、実験結果と一部の特定の部品の疲労破壊とは切り離されています。

3.表面処理状態の影響
加工面には常に不均一な加工痕があります。これらのマークは、材料の表面に応力集中を引き起こす小さなノッチに相当し、材料の疲労強度を低下させます。試験では、鋼およびアルミニウム合金の場合、荒加工(荒削り)の疲労限度は、縦方向の精密研磨の疲労限度よりも10%〜20%以上低いことが示されています。材料の強度が高いほど、表面の滑らかさに対する感度が高くなります。


投稿時間:2020年8月6日