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多次衝(chōng)擊(jī)的(dí)方法和(hé)原(yuán)理

更(gēng)新時間(jiān):2021-03-22      點(diǎn)擊次(cì)數:2795

工程中有(yǒu)許(xǔ)多(duō)機(jī)件是在多次衝擊載荷下工作的(dí)。典(diǎn)型的例子(zǐ)如鑿(záo)岩(yán)機活(huó)塞(sāi),釺尾,釺杆,鍛(duàn)錘杆,鍛(duàn)模等(děng)。雖(suī)然(rán)多次(cì)衝擊(jī)的(dí)研(yán)究(jiū)迄今已有(yǒu)七十多(duō)年的歷史(shǐ),但(dàn)和其(qí)它(tā)類(lèi)型的疲勞(láo)研(yán)究相(xiāng)比,工作(zuò)做(zuò)得並(bìng)不(bù)算多(duō)。這是因為(wéi)長期(qī)以(yǐ)來人(rén)們對(duì)它的(dí)作(zuò)用(yòng)和(hé)地位(wèi)存(cún)在著(zhuó)不同的(dí)看(kàn)法(fǎ)。這(zhè)方(fāng)麵(miàn)的研究工作開(kāi)始於(yú)1959年(nián),迄今也存在(zài)不同(tóng)看(kàn)法(fǎ)。由(yóu)於多次(cì)衝擊不同於(yú)一(yī)次衝(chōng)擊,兩者本質不同,因此不能用(yòng)一次衝擊吸收功的(dí)高(gāo)低來(lái)作(zuò)為評(píng)定(dìng)經受(shòu)多次衝(chōng)擊(jī)載荷零(líng)件的(dí)選(xuǎn)材依(yī)據(jù),這(zhè)種看法(fǎ)比較容(róng)易為(wéi)人們(mén)接受(shòu)。而(ér)多次衝擊與疲(pí)勞(láo)的異同(tóng),則(zé)是人們(mén)關心的(dí)所在(zài),因(yīn)為看法(fǎ)分(fēn)歧多源(yuán)於(yú)此。(主(zhǔ)要(yào)是日(rì)本(běn))20世紀60年(nián)代(dài)以(yǐ)後(hòu)在(zài)這(zhè)方麵進行了大量工(gōng)作(zuò)。由(yóu)於采用了(liǎo)動(dòng)態應力應變測定,運(yùn)用了斷裂力學和電(diàn)子顯微鏡(jìng)斷(duàn)口等分(fēn)析(xī)研(yán)究方法(fǎ),使(shǐ)這(zhè)方麵(miàn)的(dí)工(gōng)作有了較(jiào)大進(jìn)展,從而為深入了(liǎo)解多(duō)衝(chōng)的(dí)實質,多衝與疲勞的差(chà)異提供(gōng)了(liǎo)途徑(jìng)。

多衝與疲(pí)勞相(xiāng)比(bǐ)有其相同之(zhī)處(chǔ)。例如,當把多衝試驗結果(guǒ)用σ-Nf曲綫(xiàn)表(biǎo)示時,符合Coffin-Manson規(guī)律。多衝與(yǔ)疲勞的破壞過(guò)程相同。電子(zǐ)顯微(wēi)鏡斷(duàn)口分析(xī)表明(míng),它們(mén)有(yǒu)著相同的破壞(huài)機製。因(yīn)此(cǐ)應該(gāi)說,多衝屬(shǔ)於(yú)疲(pí)勞(láo)範疇(chóu)。多(duō)衝實(shí)質(zhì)上(shàng)相當於衝擊疲(pí)勞(láo)過負荷持(chí)久值(zhí)的(dí)範圍(wéi),因(yīn)此,多(duō)衝抗(kàng)力反(fǎn)映了(liǎo)材(cái)料dui衝擊疲(pí)勞的過(guò)載抗(kàng)力(lì)。

但(dàn)是,多(duō)次衝(chōng)擊載(zǎi)荷也(yě)有其(qí)自(zì)身的特(tè)點(diǎn):①衝(chōng)擊載荷的(dí)特性(xìng)表(biǎo)現(xiàn)為(wéi)應力在材(cái)料(liào)內部以波(bō)的形式(shì)高(gāo)速(sù)傳播(bō)。對(duì)於鋼鐵材(cái)料(liào),彈性波的(dí)傳(chuán)播速度約(yuē)為5000m/s,因此(cǐ),對(duì)於有(yǒu)限(xiàn)尺(chǐ)寸的(dí)零件,這種波很快便(biàn)可到(dào)達其表麵,一部分(fēn)成為(wéi)透射(shè)波(bō),穿出(chū)零件(jiàn)表麵;一部分(fēn)成為(wéi)反(fǎn)射(shè)波(bō),並(bìng)在(zài)物體(tǐ)內產生疊加現象,形成(chéng)很(hěn)復(fù)雜的應力,對(duì)多(duō)次衝擊載(zǎi)荷下零(líng)件(jiàn)的壽(shòu)命(mìng)產生重大(dà)影響。②材料在(zài)多(duō)衝(chōng)載(zǎi)荷(hé)作用下有(yǒu)明(míng)顯不(bù)同(tóng)於(yú)普通(tōng)疲(pí)勞(láo)的尺寸(體(tǐ)積)效應。缺(quē)口(kǒu)效應也比普(pǔ)通(tōng)疲(pí)勞大(dà)。③材(cái)料在多衝載荷(hé)下要(yào)發(fā)生(shēng)一些*的組織和變化(huà),如彈(dàn)性(xìng)模量(liáng),彈性滯(zhì)後(hòu)環,屈服(fú)極(jí)限(xiàn),應變(biàn)硬化(huà)指數(shù)以及(jí)Bausch-inger效(xiào)應(yīng)等在(zài)程度上(shàng)甚(shèn)至性質上出現(xiàn)有別(bié)於一般(bān)低周(zhōu)疲(pí)勞(láo)的變(biàn)化。鑒於(yú)多(duō)衝載(zǎi)荷(hé)的(dí)上述特(tè)點,就(jiù)使(shǐ)得(dé)材料在多(duō)衝載荷下(xià)的行為和疲勞(láo)行(háng)為存(cún)在差(chà)異,同時也導致(zhì)了(liǎo)研究(jiū)這些行(háng)為的(dí)復雜(zá)性。

目前還(huán)沒(méi)有(yǒu)統(tǒng)一表(biǎo)示(shì)多衝(chōng)抗力的方(fāng)法(fǎ),一(yī)般用某種(zhǒng)衝擊能量A下的衝斷(duàn)周(zhōu)次(cì)N或用要(yào)求的衝(chōng)擊(jī)工作壽(shòu)命N時(shí)的衝斷能量A來(lái)表(biǎo)示(shì)試樣的(dí)多衝(chōng)抗(kàng)力。

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