三沛有限公司

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扭轉疲勞TORSIONAL FATIGUE

 

 

 
扭轉疲勞的破壞模式是因為最大(拉伸)應力發生在表面。扭轉負荷在縱向和垂直方向上產生應力,使得最大拉伸應力與零件的縱軸成 45°。圖 5-1 描繪了純扭轉負荷下的實心桿,其裂縫描繪了反向扭轉負荷。
扭轉負載的實心棒其反向的扭轉載荷
 

扭轉載荷

較低強度的材料往往會因垂直於縱軸的剪切平面中的扭轉疲勞而破裂,這是因為它們的剪切力比張應力弱。較高強度的材料往往會在與縱軸成45o 時失效,這是因為材料的拉伸強度低於剪切強度所致。

扭力杆和防擺桿是懸吊架和其他相關係統中經常使用的結構構件。這些桿透過抵抗扭轉運動來保持穩定性。當用於承受重複負荷的系統(例如車輛懸吊)時,珠擊處理具有減輕重量和延長使用壽命的優點。

典型的扭轉破裂

 

 
珠擊是一種有用的表面處理技術,可提高部件的結構完整性即使這些部件具有有害的表面缺陷,也能承受循環扭轉。
fracture surface after test; slit depth = 0.3 mm.
 

右圖 2 顯示了在非珠擊樣本斷裂原點附近拍攝的 SEM 影像。在這些影像中,在斷裂起點處觀察到凹坑。右圖 3 顯示了在珠擊樣本的斷裂原點附近拍攝的放大 SEM 圖像,其中施加了剪切應力幅度τa = 325 MPa。在該試件的表面上形成有 許多微裂紋,並且在距斷裂面約0.3mm深度的區域中,存在包含許多次生裂紋的區域。

 

 

扭轉疲勞斷裂面的比較

資料來源:

Improvement of torsional fatigue limit and rendering surface defect harmless by shot peening for spring steel

Effect of Shot Peening on Torsional Fatigue Strength of High Strength Spring Steel in Air and Corrosive Environments