影響螺旋管標準材質(zhì)的八個因素

無縫鋼管材料的疲勞強度對各種外在因素和內(nèi)在因素都極為敏感。外在環(huán)境因素主要包括零件的形狀和尺寸、表面光潔度及使用技術(shù)條件等，內(nèi)在影響因素分析包括材料本身的成分，組織發(fā)展狀態(tài)、純凈度和殘余應(yīng)力等。 這些因素的微小變化會引起材料疲勞性能的波動甚至大變化。

　　各種因素對疲勞強度的影響是疲勞研究的一個重要方面。 本研究將為零件合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計，正確選擇國標螺旋管材料，合理制定各種冷熱加工工藝提供依據(jù)，以保證零件的高疲勞性能。

　　1應(yīng)力集中的影響

　　常規(guī)所講的疲勞強度，都是用精心加工的光滑試樣測得的，然而，實際機械零件都不可避免地存在著不同形式的缺口，如臺階、鍵槽、螺紋和油孔等。這些缺口的存在形成應(yīng)力集中，使缺口根部的大實踐應(yīng)力遠大于零件所接受的名義應(yīng)力，零件的疲倦毀壞常常從這里開端。

　　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，缺口根部的大實際應(yīng)力與名義應(yīng)力的比值。

　　有效應(yīng)力集中系數(shù)（或疲倦應(yīng)力集中系數(shù)）Kf:潤滑試樣的疲倦極限σ-1與缺口試樣疲倦極限σ-1n的比值。

　　有效應(yīng)力集中系數(shù)不只受構(gòu)件尺寸和外形的影響，而且受資料的物理性質(zhì)、加工、熱處置等多種要素的影響。

　　有效應(yīng)力集中系數(shù)隨著缺口鋒利水平的增加而增加，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，由下式計算。

　　q的數(shù)據(jù)范圍是0-1，q值越小，表征無縫鋼管材料對缺口越不敏感。實驗標明，q并非地道是資料常數(shù)，它依然和缺口尺寸有關(guān)，只要當(dāng)缺口半徑大于一定值后，q值才根本與缺口無關(guān)，而且關(guān)于不同資料或處置狀態(tài)，此半徑值也不同。

　　2.尺寸因素的影響

　　表面加工狀態(tài)的影響由于材料本身組織的不均勻性以及內(nèi)部的存在，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，是把實驗室小試樣測得的疲倦數(shù)據(jù)運用于尺寸實踐零件中的一個重要問題，由于不可能把實踐尺寸的零件上存在的應(yīng)力集中、應(yīng)力梯度等完整類似地在小試樣上再現(xiàn)出來，從而形成實驗室結(jié)果與某些詳細零件疲倦毀壞之間的相互脫節(jié)。

　　3.表面加工狀態(tài)的影響

　　機加工的表面總存在著高低不平的加工痕跡，這些數(shù)據(jù)痕跡就相當(dāng)于微小缺口，在材料以及表面質(zhì)量造成應(yīng)力主要集中，從而可以降低建筑材料的疲勞強度。試驗表明，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。材料的強度越來越高，則對表面光潔度越敏感。