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温度循环应力筛选

温度循环应力筛选
温度循环应力筛选

温度循环应力筛选

应力筛选(Environmental Stress Screening,简称ESS)说明:

应力筛选是产品在设计强度极限下,运用加速技巧外加环境应力,如:预烧(burn in)、温度循环(temperature cycling)、随机振动(random vibration)、开闭循环(power cycle)..等方法,透过加速应力来使潜存于产品的瑕疵浮现[潜在零件材料瑕疵、设计瑕疵、制程瑕疵、工艺瑕疵],以及消除电子或机械类残留应力,还有消除多层电路板间的杂散电容,将澡盆曲线里面的早夭期阶段的产品事先剔除与修里,使产品透过适度的筛选,保存澡盆曲线的正常期与衰退期的产品,以避免该产品于使用过程中,受到环境应力的考验时而导致失效,造成不必要的损失,虽然使用ESS应力筛选会增加成本与时间,但是对于提高产品出货良率与降低返修次数,有显著的效果,对于总成本反而会降低,另外客户信任度也会有所提升,一般针对于电子零件的应力筛选方式有预烧、温度循环、高温、低温,PCB印刷电路板的应力筛选方式为温度循环,针对于电子成本的的应力筛选为:通电预烧、温度循环、随机振动,另外应力筛本身是一种制程阶段的过程,而不是一种试验,筛选是100%对产品进行的程序。

应力筛选适用产品阶段:研发阶段、批量生产阶段、出厂前(筛选试验可以在组件、器件、连接器等产品或整机系统中进行,根据要求不同可以

有不同的筛选应力)

应力筛选比较:

a.恒定高温预烧(Burn in)的应力筛选,是目前电子IT产业常用析出电子元器件缺陷的方法,但是这种方式比较不适合用于筛选零件

(PCB、IC、电阻、电容),根据统计在美国使用温度循环对零件进行筛选的公司数要比使用恒定高温预烧对组件进行筛选的公司数多5倍。

b.GJB/DZ34表示温度循环和随机振动筛选出缺陷的比例,温度约占80%,振动约占20%各种产品中筛出缺陷的分情况

c.美国曾对42家企业进行调查统计,随机振动应力可筛出15~25%的缺陷,而温度循环可筛选出75~85%,如果两者结合的话可达90%。

d.藉由温度循环所检测出的产品瑕疵类型比例:设计裕度不足:5%、生产做工失误:33%、瑕疵零件:62%

温度循环应力筛选的故障诱发说明:

温度循环诱发的产品故障原因为:当温度在上、下限极值温度内进行循环时,产品产生交替膨胀和收缩,使产品中产生热应力和应变。如果产品内部有瞬时的热梯变(温度不均匀性),或产品内部邻接材料的热膨胀系数彼此不匹配时,则这些热应力和应变将会更加剧变。这种应力和应变在缺陷处最大,这种循环使缺陷长大,最终可大到能造成结构故障并产生电故障。例如,有裂纹的电镀通孔其周围最终完全裂开,引起开路。热循环使焊接和印刷电路板上电镀通孔..等产生故障的首要原因,温度循环应力筛选尤其最为适用于印刷电路板结构的电子产品。

温度循环所激发出的故障模式或对产品的影响如下:

a.使涂层、材料或线头上各种微观裂纹扩大

b.使粘接不好的接头松弛

c.使螺钉连接或铆接不当的接头松弛

d.使机械张力不足的压配接头松弛

e.使质量差的焊点接触电阻加大或造成开路

f.粒子、化学污染

g.密封失效

h.包装问题,例如保护涂层的连结

i.变压器和线圈短路或断路

j.电位计有瑕疵

k.焊接和熔接点接续不良

l.冷焊接点

m.多层板因处理不当而开路、短路

n.功率晶体管短路

o.电容器、晶体管不良

p.双列式集成电路破损

q.因毁损或不当组装,造成几乎短路的线匣或电缆

r.因处理不当造成材质的断裂、破裂、刻痕..等

s.超差零件与材质

t.电阻器因缺乏合成橡胶缓冲涂层而破裂

u.晶体管发涉及金属带接地出现发样裂纹

v.云母绝缘垫片破裂,导致晶体管短路

w.调协线圈金属片固定方式不当,导致不规律输出

x.两极真空管在低温下内部开路

y.线圈间接性的短路

z.没有接地的接线头

a1.元器件参数漂移

a2.元器件安装不当

a3.错用元器件

a4.密封失效

温度循环应力筛选的应力参数介绍:

温度循环应力筛选的应力参数主要有下列几项:高低温极值范围、驻留时间、温变率、循环数高低温极值范围:高低温极值范围愈大,所需循环数愈少,成本愈低,但是不可以超过产品可承受的极限,不引发新的故障构因为原则,温度变化的上下限差距不要少88°C,典型的变化范围

为-54°C到55°C。

驻留时间:另外驻留时间也不可以太短,否则来不及使待测品产生热涨冷缩的应力变化,至于驻留时间多少,不同产品的驻留时间皆不相同,可以参考相关规范要求。

循环数:至于温度循环应力筛选的循环数,也是考虑产品特性、复杂度、温度上下限以及筛选率在订定,其筛选数也不可超过,否则会让产品产生不必要的伤害,也无法提高筛选率,温度循环数从1~10个循环[普通筛选、一次筛选]到20~60个循环[精密筛选、二次筛选]都有,针对去除最可能发生的做工(workmanship)缺陷,大约需要6~10个循环才能够有效去除,另外针对于温度循环的有效性,主要取决于产品表面的温变率,而不是试验箱体里面温变率。

温度循环的主要影响参数有下列七项:

(1)温度范围(Temperature Range)

(2)循环数(Number of Cycles)

(3)温度变率(Temperature Rate of Chang)

(4)驻留时间(Dwell Time)

(5)风速(Airflow Velocities)

(6)应力均匀度(Uniformity of Stress)

(7)功能测试与否(Product Operating Condition)

温变率及循环数对筛选率的比较表:

说明:假设高低温差(R)固定的条件下,其循环数也固定,温变率越高其筛选率也会有所提高,如试验条件及规范有规定固定的温变率,则增加循环数也可提高筛选率,但其筛选率有一定限度,并没有办法成线性提高。

应力筛选疲劳分类:一般关于疲劳研究之分类如,可分为高周疲劳(High-cycle Fatigue)、低周疲劳(Low-cycle Fatigue)及疲劳裂缝成长(Fatigue Crack Growth),而在低周疲劳方面又可细分为热疲劳(Thermal Fatigue)及恒温疲劳(Isothermal Fatigue)两种。

应力筛选专门名词整理:

应力筛选专门名词缩写词: ESS:环境应力筛选

FBT:功能板测试仪

ICA:电路分析仪

ICT:电路测试仪

LBS:负载板短路测试仪MTBF:平均故障间隔时间

温度循环循环数:

https://www.doczj.com/doc/995643346.html,-STD-2164(GJB 1302-90):在缺陷剔除试验中,温度循环数为10、12次,在无故障检测中

则为10~20次或12~24次针对去除最可能发生的做工(workmanship)缺陷,大约需要6~10个循环才能够有效去除,1~10个循环[普通筛选、一次筛选]、20~60个循环[精密筛选、二次筛选]。

b.DOD-HDBK-344(GJB/DZ34)初始筛选设备和单元一级采用10~20个循环(通常≧10),组件级采

用20~40循环(通常≧25)。

温变率:

https://www.doczj.com/doc/995643346.html,-STD-2164(GJB1032)明确说明:[温度循环的温度变化率5℃/min]

b.DOD-HDBK-344(GJB/DZ34)组件级15℃/min、系统5℃/min

c.一般未规定温变率的温度循环应力筛选,其常用的度变化率通常为5°C/min

温度循环应力筛选试验条件:

应力筛选规范列表

应力筛选规范:

温度循环:

零件预烧试验:

系统预烧:

相关厂商温度循环应力筛选循环数与温度条件:

相关试验机台:

铸造残余应力的测定实验报告

铸造残余应力的测定实验报告 1. 实验目的 (1) 了解铸造残余应力的产生原因。 (2) 了解用应力框测定铸造残余应力的方法。 (3) 了解退火对消除残余应力的效果。 2. 实验原理 2.1 铸造应力 铸件在凝固和冷却过程中由于各部分体积变化不一致导致彼此制约而引起的应力称为铸造应力。铸造应力可分为三种,即热应力、相变应力和收缩应力。铸造应力可能是暂时性的,当引起应力的原因消除以后,应力随之消失,称为临时应力;否则为残余应力。铸造应力对铸件质量有重要影响,如果铸造应力超过材料的屈服强度,铸件则产生变形;如果铸造应力超过材料的强度极限时,铸件则产生裂纹。残余应力还会降低铸件的使用性能,如失去精度、在使用过程中造成断裂或产生应力腐蚀等。 2.2 铸造应力的测定方法——应力框试验法 图1为测定铸造残余应力的框形铸件,由于I 杆和II 杆截面尺寸差别大,因而铸造后细杆I 中形成压应力,粗杆II 中形成拉应力。若在A-A 截面处将粗杆锯开,锯至一定程度时,由于截面变小,粗杆被拉断。受弹性拉长的粗杆长度较自由收缩条件下的长度缩短,其缩短量?L 和铸造残留应力成正比,其值可根据锯断前、后粗杆上小凸台的长度(L 0 ,L 1)差求出,即?L =L 1一L 0。铸造残留应力σ1和σ2的计算公式为: 细杆残留应力σ1=-E )21(2101F F L L L +-,粗杆残留应力σ2=-E ) 21(1 2 1F F L L L +- 图1应力框铸件图 式中: σ1,σ2——细杆、粗杆中的铸造应力(MPa ); L 0,L 1——锯断前、后小凸台的长度(mm );

F1,F 2——细杆、粗杆的横截面积(mm2); L——杆的长度,L=130mm; E——弹性模量,普通灰铸铁取9×104MPa,球墨铸铁取1.8×105MPa。 2.3减小及消除残余应力的方法 铸造应力导致铸件翘曲变形甚至开裂,特别是铸件中的残余应力,如不消除,将降低零件的加工精度,在使用中会继续变形,降低机械性能和使用性能。因此应设法减小和消除残余应力。 (1)减小铸造应力的措施和途径 ①选用弹性模量E和热膨胀系数α小的合金作为铸件材质。 ②减小铸件冷却过程中的温差: (a)在铸件厚实部位放置冷铁或蓄热系数大的型砂,加速厚实部分的冷却。 (b)对铸件厚实部分的铸型或砂芯实行强制冷却。 (c)在铸件壁薄处开内浇道,使铸件各部分温度趋于一致。 (d)提高浇注时铸型的温度。 (e)将铸件于红热状态开箱取出,尽快置于已加热到500~600℃的保温炉中,保持一定时间使铸件各部分温度趋于一致,然后随炉缓冷至200~250℃出炉。 ③改善铸型和砂芯的溃散性。 ④改进铸件结构,避免形成较大应力和应力集中。 (2)消除铸件中残余应力的方法 消除铸件中残余应力的方法有自然失效、人工时效和共振时效等方法。 ①自然失效 将有残余应力的铸件放置在露天场地,经半年乃至一年以上,让残余应力逐渐自然消退,这种方法称为自然时效。 ②人工时效 人工时效又称热时效或消除内应力退火。把铸件加热到合金的弹塑性状态的温度范围内,保持一定时间,使残余应力得以消除,然后缓慢冷却,以免重新产生残余应力。 ③共振时效 共振时效的原理是:在激振器的周期性外力即激振力作用下,与铸件发生共振,因而使铸件获得相当大的振动能量。在共振过程中交变应力与残余应力叠加,产生局部屈服,引起塑性变形,使铸件中的残余应力逐渐松弛甚至消失,达到稳定铸件尺寸的目的。 3.实验内容 本次实验测定应力框铸件(灰口铸铁)铸态及其退火热处理后的残余应力,测定步骤如下: (1)造型(3个应力框试样); (2)浇注(铁水温度为1330~1350℃); (3)用热分析装置测试一个铸型中应力框铸件厚、薄壁的冷却曲线。 (4)浇注后30min打箱,用钢丝刷刷去应力框铸件表面型砂; (5)将其中1个应力框放入热处理炉中,在550℃保温3小时后炉冷; (6)将上述2个应力框铸件的粗杆小凸台上成锐角相交的四个棱柱面锉平; (7)用卡尺测量小凸台长度L0; (8)在小凸台A-A截面处从1、2、3三面依次锯开粗杆(见图1),注意各锯口应在垂 直于杆轴线的同一平面内。

温度冲击和温度循环的区别和比较

对产品施加环境应力促使早期失效产品存在的潜在缺陷尽快暴露而予以剔除。ESS不是加速可靠性试验,主要适用于成品的可靠性筛选试验。 讨论: 好象没有什么可比性 mil202加速系数好象没有100~500倍多把? 202对应的是器件,温度冲击筛选故障的机理比较复杂,目前还没有定型. 温度循环前人已经总结出了筛选故障经验公式了.

MIL-STD-202 Method 107主要是评估元器件,对应的好象是GJB548. IEC60749-25 JEDEC JESD22-A104-b评估是焊点的可靠性的,评估焊接工艺的,和相关的IPC标准相当(有可能JESD22-A 104-b已经替代了相关的IPC的标准,没查) IEC68-2-1不仅仅使用与整机的,它和MIL-STD-2164-85不一样的,不在同一个量级别上的. IEC60749-25,JEDEC JESD22-A104-b和IEC68-2-1是一个量级 MIL-STD-202 Method 107和MIL-STD-2164-85是一个良级,不能搞混了 而且适用的范围没有说清楚. 就我对ESPEC和此文的了解做一个说明: 上面转贴的文字是针对焊点可靠性的测试,与其它无关,这在当初没有明确说明确实会让大家误解从而会对应用领域产生疑问,以后我会注意避免。 如果就焊点的寿命来讲,那么应用mil202的加速系数有可能是100~500倍,不过我具体没有做过相关研究不敢确定一定会有。那么下面的加速系数就不存在问题了。 另外在此简单介绍一下关于焊点可靠性的一些情况,现在国际上的最新测试手段是采用温度循环在做,其主要优点是可以精确控制温度变化律,从而避免了以前温度冲击所带来的不确定性,这在无铅制程可靠性的确认中得到了广泛的应用。另外对于失效的确认是采用随时检测漏电流来确定的,另外再辅助显微镜来观察焊点的开裂以及电子迁移等。 推荐使用稳定循环,因为这才是可控的试验,如果温度冲击那么无法控制温度变化率则对于实效很难分析。趋势是温度循环了。 另外你提到的哪一个更严格的问题,表明上看可能大家都无法理解了,呵呵,具体看规格吧。

超长建筑结构温度应力分析

超长建筑结构温度应力分析 夏云峰 (上海中交水运设计研究有限公司, 上海 200092) 摘要:以郑州第二长途电信枢纽工程为例,对超长建筑结构进行整体有限元建模。针对7种不同类型温度荷载的特点,利用有限元分析程序ANSYS计算。给出了结构整体变形特点、结构中各种构件(梁、楼板、柱子及剪力墙)的温度内力变化范围以及分布规律。通过比较得出超长建筑在各种温度作用下的最不利工况。可为超长建筑结构考虑温度作用进行设计和施工提供参考。 关键词:建筑 超长建筑物 温度荷载 温度应力 St udy on t he Te mperature Stress of Super-Lengt h Buil di ng X ia Yunfeng (Shanghai Zhongji a oW ater Transportation Design Institute Co.,L t d., Shanghai 200092) Abst ract:T aking the Second Long D istance Te leco mm unication H ub Pro ject of Zhengzhou for an exa m ple,t h is paperm akesm odels of so lid fi n ite e le m ent to super-length building.A ccord- i n g to characteristics o f te mperature l o ad of7different types and usi n g t h e ANSYS fi n ite e le- m ents ana l y sis progra m,it concl u des the characteristics of the integral structura l defor m ation, the scope and distribution o f ther m a l i n ner force o f different co mponents,such as bea m,floor slab,pillar and shear w a l.l A fter contrasti n g,it su m s up the w orse w orking cond ition for super -length bu il d i n g under d ifferent te m peratures,wh ich cou ld prov ide references to the design and constr uction o f super-length bu il d i n g by consi d ering te m perature acti o ns. K ey w ords:constructi o n super-leng t h buil d i n g te m perature load te m perature stress 建筑工程中,混凝土结构的裂缝较为普遍,类型也很多,按成因可归结为由外荷和变形引起的两大类裂缝。其中由混凝土收缩和温度变形引起的收缩裂缝和温度裂缝,以及由这两种变形共同引起的温度收缩裂缝,则是实际工程中最常见的裂缝。随着建筑向大型化和多功能发展,超长(即超过温度伸缩缝间距)高层或大柱网建筑不断出现。对超长结构的温度变形与温度应力,若在结构设计中处理不当,将使结构产生裂损,严重影响建筑结构的正常使用。我国的建筑结构设计规范中不考虑温度作用[1],只做构造处理。因此,温度应力是超长建筑结构设计中的重要研究课题之一。1 超长高层建筑结构温度问题有限元建模研究 结合工程实例,分析建筑结构各个阶段温度作用的特点,完善温度作用和温差取值的计算原则,并选出在工程设计中起控制作用的温差取值,方便设计采用。根据实际情况建立超长建筑结构的有限元分析模型,采用有限元分析程序ANSYS 有限元计算程序,进行结构整体分析。 郑州第二长途电信枢纽工程主体为超长高层建筑结构。主楼地下1层,地上主体19层。19层之上局部突起2层。柱网9.6 12m,主体结构东西长134m。由于功能要求建筑中间不设缝,南 10 港口科技 港口建设

机械设计第四章作业

机械设计第四章作业 姓名:学号:成绩: 一、选择题: 1、零件受对称循环应力时,对于塑性材料应取作为材料的极限。 A.材料的抗拉强度 B.材料的屈服极限 C.材料的疲劳极限 D.屈服极限除以安全系数 2、零件的截面形状一定时,当截面尺寸增大,其疲劳极限将随之。 A,增高B,不变C,降低D,无法判断 3、由试验知,有效应力集中、绝对尺寸和表面状态只对有影响。 A.应力幅 B.平均应力 C.应力幅和平均应力 4、两相对滑动的接触表面,依靠吸附油膜进行润滑的摩擦状态称为 A,干摩擦B,边界摩擦C,混合摩擦D,液体摩擦 5、现在把研究有关摩擦,磨损与润滑的科学与技术统称为_____。 A 摩擦理论 B 磨损理论 C 润滑理论D摩擦学 6. 两相对滑动的接触表面,依靠吸附的油膜进行润滑的摩擦状态称为______。A液体摩擦B 干摩擦C混合摩擦D边界摩擦 7.为了减轻摩擦副的表面疲劳磨损,下列措施中________不是正确的措施。 A 合理选择表面粗糙度 B 合理选择润滑油粘度 C 合理选择表面硬度 D合理控制相对滑动速度 8.当压力加大时,润滑油的粘度_____。 A 随之加大 B 随之降低 C 保持不变D升高或降低视润滑油性质而定 9 运动粘度ν的c·g·s制(绝对单位制)单位为_________。 A.m2/s B.斯(St) C.厘泊(cP) D.帕·秒(Pa·s) 10 我国常用的相对粘度(条件粘度)的单位为_________。 A.m2/s B.厘斯(cSt) C.厘泊(cP) D.恩氏粘度(oE) 11 当压力加大时,润滑油的粘度_________。 A随之加大B保持不变C随之减小 D增大还是减小或不变,视润滑油性质而定

材料力学实验指导书(矩形截面梁纯弯曲正应力的电测实验)

矩形截面梁纯弯曲正应力的电测实验 一、实验名称 矩形截面梁纯弯曲正应力的电测实验。 二、实验目的 1.学习使用电阻应变仪,初步掌握电测方法; 2.测定矩形截面梁纯弯曲时的正应力分布规律,并与理论公式计算结果进行比较,验证弯曲正应力计算公式的正确性。 三、实验设备 1.WSG-80型纯弯曲正应力试验台 2.静态电阻应变仪 四、试样制备及主要技术指标 1、矩形截面梁试样 材料:20号钢,E=208×109Pa; 跨度:L=600mm,a=200mm,L1=200mm; 横截面尺寸:高度h=28mm,宽度b=10mm。

2.载荷增量 载荷增量ΔF=200N (砝码四级加载,每个砝码重10N 采用1:20杠杆比放大),砝码托作为初载荷,F0=26 N 。 3.精度 满足教学实验要求,误差一般在5%左右。 五、实验原理 如图1所示,CD 段为纯弯曲段,其弯矩为a 2 1 F M = , 则m N M ?=6.20,m N M ?=?20。根据弯曲理论,梁横截面上各点的正应力增量为: z I y M ?= ?理σ (1) 式中:y 为点到中性轴的距离;Iz 为横截面对中性轴z 的惯性矩,对于矩 形截面, 12 bh I 3 z = (2) 由于CD 段是纯弯曲的,纵向各纤维间不挤压,只产生伸长或缩短,所以各点均为单向应力状态。只要测出各点沿纵向的应变增量ε?,即可按胡克定律计算出实际的正应力增量实σ?。 εσ?=?E 实 (3) 在CD 段任取一截面,沿不同高度贴五片应变片。1片、5片距中性轴z 的 距离为h/2,2片、4片距中性轴z 的距离为h/4,3片就贴在中性轴的位臵上。 测出各点的应变后,即可按(3)式计算出实际的正应力增量实σ?,并画出正应力实σ?沿截面高度的分布规律图,从而可与(1)式计算出的正应力理论值理σ?进行比较。 六、实验步骤 1.开电源,使应变仪预热。

梁弯曲正应力测量实验报告

厦 门 海 洋 职 业 技 术 学 院 编号:XH03J W024-05/0 实训(验) 报告 班级: 姓名: 座号: 指导教师: 成绩: 课程名称: 实训(验): 梁弯曲正应力测量 年 月 日 一、 实训(验)目的: 1、掌握静态电阻应变仪的使用方法; 2、了解电测应力原理,掌握直流测量电桥的加减特性; 3、分析应变片组桥与梁受力变形的关系,加深对等强度梁概念的理解。 二、 实训(验)内容、记录和结果(含数据、图表、计算、结果分析等) 1、实验数据: (1) 梁的尺寸: 宽度b =9mm ;梁高h=30mm ;跨度l =600mm;AC 、BD:弯矩a=200m m。测点距轴z 距离: 21h y ==15mm;42h y ==7.5mm ;3y =0cm ;-=-=44h y 7.5mm;-=-=2 5h y 15mm;E=210Gpa 。 抗弯曲截面模量W Z =b h2/6 惯性矩J Z =bh 3 /12 (2) 应变)101(6-?ε记录:

(3) 取各测点ε?值并计算各点应力: 1ε?=16×10-6 ;2ε?=7×10-6 ;3ε?= 0 ;4ε?=8×10-6 ;5ε?=15×10 - 6 ; 1σ?=E 1ε?=3.36MPa;2σ?=E 2ε?=1.47MP a;3σ?=0 ; 4σ?=E 4ε?=1.68MPa;5σ?=E 5ε?=3.15MPa ; 根据ΔM W=ΔF ·a/2=5 N ·m 而得的理论值: 1σ?=ΔM W/W Z =3.70MPa;2σ?=ΔMWh/4(J Z)=1.85M Pa ;3σ?=0 ; 4σ?=ΔM W h/4(J Z )=1.85MPa;5σ?=ΔMW /W Z=3.70MPa; (4) 用两次实验中线形较好的一组数据,将平均值ε?换算成应力εσ?=E ,绘在坐标 方格纸上,同时绘出理论值的分布直线。

温度应力计算

第四节 温度应力计算 一、温度对结构的影响 1 温度影响 (1)年温差影响 指气温随季节发生周期性变化时对结构物所引起的作用。 假定温度沿结构截面高度方向以均值变化。则 12t t t -=? 12t t t -=?该温差对结构的影响表现为: 对无水平约束的结构,只引起结构纵向均匀伸缩; 对有水平约束的结构,不仅引起结构纵向均匀伸缩,还将引起结构内温度次内力; (2)局部温差影响 指日照温差或混凝土水化热等影响。 A :混凝土水化热主要在施工过程中发生的。 混凝土水化热处理不好,易导致混凝土早期裂缝。 在大体积混凝土施工时,混凝土水化热的问题很突出,必须采取措施控制过高的温度。如埋入水管散热等。 B :日照温差是在结构运营期间发生的。 日照温差是通过各种不同的传热方式在结构内部形成瞬时的温度场。 桥梁结构为空间结构,所以温度场是三维方向和时间的函数,即: ),,,(t z y x f T i = 该类三维温度场问题较为复杂。在桥梁分析计算中常采用简化近似方法解决。 假定桥梁沿长度方向的温度变化为一致,则简化为二维温度场,即: ),,(t z x f T i = 进一步假定截面沿横向或竖向的温度变化也为一致,则可简化为一维温度场。如只考虑竖向温度变化的一维温度场为: ),(t z f T i = 我国桥梁设计规范对结构沿梁高方向的温度场规定了有如下几种型式:

2 温度梯度f(z,t) (1)线性温度变化 梁截面变形服从平截面假定。 对静定结构,只引起结构变形,不产生温度次内力; 对超静定结构,不但引起结构变形,而且产生温度次内力; (2)非线性温度变化 梁在挠曲变形时,截面上的纵向纤维因温差的伸缩受到约束,从而产 。 生约束温度应力,称为温度自应力σ0 s 对静定结构,只产生截面的温度自应力; 对超静定结构,不但产生截面的温度自应力,而且产生温度次应力; 二、基本结构上温度自应力计算 1 计算简图 2 3 ε 和χ的计算 三、连续梁温度次内力及温度次应力计算 采用结构力学中的力法求解。

机械设计复习1-4章 (1)

机械设计复习(1-4章) 选择题: 2-1 机械设计课程研究的内容只限于_(3) (1) 专用零件的部件 (2) 在高速,高压,环境温度过高或过低等特殊条件下工作的以 及尺寸特大或特小的通用零件和部件 (3) 在普通工作条件下工作的一般参数的通用零件 和部件 (4) 标准化的零件和部件 2-2 下列8 种机械零件:涡轮的叶片,飞机的螺旋桨,往复式内燃机的曲轴,拖拉机 发动机的气门弹簧,起重机的起重吊钩,火车车轮,自行车的链条,纺织机的纱锭。其中有____(4)_是专用零件。 (1) 3 种 (2) 4 种 (3) 5 种 (4) 6 种 1.变应力特性可用σmax,σmin,σm, σa, r 等五个参数中的任意__ (2)___来描述。 (1) 一个 (2) 两个 (3) 三个 (4) 四个 2 零件的工作安全系数为(1)____。 (1) 零件的极限应力比许用应力 (2) 零件的极限应力比零件的工作应力 (3) 零件的工作应力比许用应力 (4) 零件的工作应力比零件的极限应力 3.在进行疲劳强度计算时,其极限应力应为材料的____。 (1) 屈服点 (2) 疲劳极限 (3) 强度极限 (4) 弹性极限 4.下列四种叙述中,______是正确的 A. 变应力只能由变载荷产生 B.静载荷不能产生变应力 C.变应力是由静载荷产生 D.变应力由变载荷产生,也可能由静载荷产生 5.变应力特性可用等五个参数中的任意_______来描述。 A.一个 B. 两个 C.三个 D.四个 6.零件的工作安全系数为_____ 。 A. 节约金属材料 B. 减轻零件重量 C. 减小零件尺寸 D.提高切齿时的刚度 7.在进行疲劳强度计算时,其极限应力材料的__________. A. 屈服极限 B.疲劳极限 C. 强度极限 D.弹性极限。 8. 零件的截面形状一定,如绝对尺寸(横截面尺寸)增大,疲劳强度将随之_____。 (1) 增高 (2) 不变 (3) 降低 9. 零件的形状,尺寸,结构相同时,磨削加工的零件与精车加工相比,其疲劳强度______。 (1) 较高 (2) 较低 (3) 相同 10零件的表面经淬火,渗氮,喷丸,滚子碾压等处理后,其疲劳强度_______。 (1)增高 (2) 降低 (3) 不变 (4) 增高或降低视处理方法而定 (3) 在载荷几何形状相同的条件下,钢制零件间的接触应力C铸铁零件间的接触应力。 A. 小于 B. 等于 C. 大于

关于有效应力原理的几个问题

第33卷 第2期 岩 土 工 程 学 报 Vol.33 No.2 2011年2月 Chinese Journal of Geotechnical Engineering Feb. 2011 关于有效应力原理的几个问题 李广信 (清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室,北京 100084) 摘要:分析了关于饱和土体有效应力原理的一些错误的概念和理解,针对在饱和土中的孔隙水压力是否需要折减,黏性土的结合水能否传递水压力,试验中和原位孔隙水压力和地下室浮力的量测以及岩石、混凝土和黏土中有效应力原理的实用性等问题进行了讨论。指出长期的工程实践和大量的试验成果表明有效应力原理对于饱和砂土和黏土都是适用的和有效的。 关键词:有效应力原理;孔隙水压力;结合水;孔压的量测 中图分类号:TU43 文献标识码:A 文章编号:1000–4548(2011)02–0315–06 作者介绍:李广信(1941–),男,黑龙江宾县人,博士,教授,从事土的本构关系等方面的研究。E-mail: ligx@https://www.doczj.com/doc/995643346.html,。 Some problems about principle of effective stress LI Guang-xin (State Key Laboratory of Hydroscience and Engineering, Tsinghua University, Beijing 100084, China) Abstract: Some mistakes and wrong concepts about the principle of effective stress in saturated soil are pointed out and analyzed. Some problems in the field are discussed, for example, the reduction of pore water pressure in clay, the diffusion of bound water in clay, the accuracy of the principle of effective stress in rock, concrete and clay, the measurement of pore water pressure in clay and uplift pressure on basement. Through the long processs of practice and experiments, a conclusion is drawn that the principle of effective stress is applicable and effective in both saturated sand and clay. Key words: principle of effective stress; pore water pressure; bound water; measurement of pore water pressure 0 引 言 J.K.Mitchell认为太沙基关于饱和土体的有效应力原理是土力学的“拱心石”[1],亦即是石拱结构中封顶的那一块石头,可见其重要性。经典土力学中的太沙基一维渗流固结理论,比奥固结理论,土的排水与不排水强度及其指标,Skempton的孔隙水压力系数,水下土体的自重应力与附加应力的计算,渗透变形,土中水的压力(扬压力与侧压力),地基的预压渗流固结,有水情况下的极限平衡法边坡的稳定分析等课题,都是建立在有效应力原理基础上的。太沙基的有效应力原理也是土力学能够成为一门独立的力学学科的标志性理论。 可是近年来,笔者所见到很多与有效应力原理相悖的中国文献(发表或未发表),它们都涉及到黏性土中的浮力、自重应力计算和水土合算与分算等问题。其作法或者是将孔压u打折,或者是将压力的计算面积折减,或者不承认某些黏性土内存在孔隙水压力。实际上有意或无意在推翻或者改写有效应力原理。近年来出现的关于基坑支挡结构物上的水土合算[2],地基基础浮力计算的折减[3]与用饱和重度计算有效自重应力[4]等都在工程设计中广泛应用,但其也是有悖于有效应力原理的。 1 关于有效应力原理的推导 一位作者在其文章开头就声称: “土力学中太沙基的有效应力原理几十年来有一个根本错误没有被发现。”他认为应由式(1)改为式(2) u σσ′ =+,(1) (1)n nu σσ′ =?+,(2) 式中,n是土的孔隙率。 还有一位认为孔隙水压力只与土孔隙内的自由水有关,式(1)中的孔压u应表示为 w u h ξγ =,(3) 式中,ξ是饱和土截面上自由水所占的面积与孔隙总面积之比[5],被称为水压率,h为该点的总水头。 ─────── 基金项目:国家973计划项目(2010CB732103) 收稿日期:2010–08–23

纯弯梁的弯曲应力测定

纯弯梁的弯曲应力测定实验报告 使用设备名称与型号 同组人员 实验时间 1、 实验目的 1.测定梁纯弯曲时横截面上的正应力大小及分布规律,并与理论值比较,以验证弯曲正应力公式。 2.观察正应力与弯矩的线性关系。 3.了解电测法的基本原理和电阻应变仪的使用方法。 2、 实验设备与仪器 1.弯曲梁实验装置和贴有电阻应变片的矩形截面钢梁。 2.静态数字电阻应变仪YJ28A-P10R(见附录四)和载荷显示仪。 3.直尺。 3、 实验原理 梁纯弯曲时横截面上的正应力公式为σ= ,式中M为作用在横截面上的弯矩,Y为欲求应力点到中性轴Z的距离,I z为梁横截面对中性轴的惯性矩。本实验采用矩形截面钢梁,实验时将梁的支承及载荷情况布置如图6-1所示,梁的CD段为纯弯曲,在梁的CD段某截面不同高度(四等分点)处贴五片电阻应变片,方向平行梁轴,温度补偿片粘贴梁上不受力处,当纯弯梁受载变形时,利用电阻应变仪测出各应变片的应变值(即梁上各纵向应变值)ε实。由于纵向纤维间不互相挤压,故根据单向应力状态的虎克定律求出应力σ实=Eε实。E为梁所用材料的弹性模量。为了减少测量误差,同时也可以验证正应

力与弯矩的线性关系,采用等量加载来测定沿高度分布的各相应点的应变,每增加等量的载荷 F,测定各点相应的应变一次,取应变增量的平均值 ε实。求出各应力增量 σ实=E ε实,并与理论值 σ理= 进行比较,其中 M= Fa.,从而验证理论公式的正确性。

图6-1纯弯梁示意图 4、 实验操作步骤 1.将梁放在实验装置的支座上。注意应尽量使梁受平面弯曲,用尺测量力作用点的位置及梁的截面尺寸。 2.在确保梁的最大应力小于材料的比例极限σp前提下,确定加载方案。 3.将梁上各测点的工作应变片逐点连接到应变仪的A、B接线柱上,而温度补偿片接在B、C接线柱上。按电阻应变仪的使用方法,将应变仪调整好。 4.先加载至初载荷,记录此时各点的应变值,然后每次等量增加载荷 ΔF,逐次测定各点相应的应变值,直到最终载荷终止。卸载后,注意记录各测点的零点漂移。 5.检查实验数据是否与离开中性轴的距离成正比,是否与载荷成线形关系,结束工作。 5、 实验结果及分析计算 1、 实验数据 12345

实验方法:应力与应变曲线的测定

真实应力-真实应变曲线的测定 一、实验目的 1、学会真实应力-真实应变曲线的实验测定和绘制 2、加深对真实应力-真实应变曲线的物理意义的认识 二、实验内容 真实应力-真实应变曲线反映了试样随塑性变形程度增加而流动应力不断上升,因而它又称为硬化曲线。主要与材料的化学成份、组织结构、变形温度、变形速度等因素有关。现在我们把一些影响因素固定下来,既定室温条件下拉伸退火的中碳钢材料标准试样,由拉力传感器行程仪及有关仪器记录下拉力-行程曲线。实测瞬间时载荷下试验的瞬间直径。特别注意缩颈开始的载荷及形成,缩颈后断面瞬时直径的测量,然后计算真实应力-真实应变曲线。 σ真=f(ε)=B·εn 三、试样器材及设备 1、60吨万能材料试验机 2、拉力传感器 3、位移传感器 4、Y6D-2动态应变仪 5、X-Y函数记录仪 6、游标卡尺、千分卡尺 7、中碳钢试样 四、推荐的原始数据记录表格 五、实验报告内容 除了通常的要求(目的,过程……)外,还要求以下内容: 1、硬化曲线的绘制 (1)从实测的P瞬、d瞬作出第一类硬化曲线(σ-ε) (2)由工程应力应变曲线换算出真实应力-真实应变曲线

(3) 求出材料常数B 值和n 值,根据B 值作出真实应力-真实应变近似理论硬化 曲线。 2、把真实应力-真实应变曲线与近似理论曲线比较,求出最大误差值。 3、实验体会 六、实验预习思考题 1、 什么是硬化曲线?硬化曲线有何用途? 2、 真实应力-真实应变曲线和工程应力应变曲线的相互换算。 3、 怎样测定硬化曲线?测量中的主要误差是什么?怎样尽量减少误差? 附:真实应力-真实应变曲线的计算机数据处理 一、 目的 初步掌握实验数据的线性回归方法,进一步熟悉计算机的操作和应用。 二、 内容 一般材料的真实应力-真实应变都是呈指数型,即σ=B εn 。如把方程的二边取对数: ln σ=lnB+nln ε, 令 y =ln σ;a =lnB ;x =ln ε 则上式可写成y =a+bx 成为一线性方程。在真实应力-真实应变曲线试验过程中,一般可得到许多σ和ε的数据,经换算后,既有许多的y 和x 值,在众多的数值中如何合理的确定a 和b 值使大多数实验数据都在线上,这可用最小二乘法来处理。 已知有测量点σ1,σ2……σk ,ε1,ε2……εk ,既有y 1y 2y 3……y k ,x 1x 2x 3……x k ,把这些数据代入回归后的线性方程y =a+bx 中去,必将产生误差△v 。 △v 1=a+bx 1-y 1 △v 2=a+bx 2-y 2 · · · △v k =a+bx k -y k 即 △V i =a+bx i -y i 我们回归得直线应满足 ∑△V ︱i 2 ,最小 △ V ︱i 2 =a 2+b 2 x ︱i 2+y ︱i 2 +2abx i -2ay i -2bx i y i

超长结构温度应力分析与控制措施

超长结构温度应力分析与控制措施 摘要:随着人们对建筑物使用功能的要求越来越高,一些公共建筑正逐渐向大 型化、舒适化发展,大量超长、超宽的大型公共建筑随之涌现。由于季节变化的 影响,超长结构的温度应力问题会导致混凝土楼板产生裂缝,严重影响建筑的使 用功能和结构安全,因此温度作用在设计中必须予以考虑。本文以某钢筋混凝土 框架-剪力墙结构为例,对超长结构的温度应力问题采用有限元分析程序MidasGen进行了计算分析并给出了控制措施。 关键词:超长结构;温度应力;后浇带;有限元分析 1、前言 超长结构,由于季节变化等因素的影响,会让超长结构的混凝土发生变形, 当混凝土的变形受到墙体等构件的约束,楼板内便会产生较大的温度应力,当温 度应力高出混凝土的抗拉强度时,就会导致混凝土楼板会产生裂缝,通常情况下,若在结构中采用低收缩混凝土材料、设置后浇带以及采用预应力钢筋等措施时, 温度应力及收缩应力对结构的影响一般可以忽略。但超长混凝土结构中,如若不 进行合理的温度效应控制,柱、墙等竖向构件将产生显著的温度内力,影响结构 的承载能力;楼板则很有可能开裂并形成有害的贯通裂缝,对建筑防水和结构的 耐久性很不利,影响建筑的正常使用,因此,如何降低温度应力的影响是超长结 构设计的关键问题。 2、工程概况 某五星级酒店主楼部分采用钢筋混凝土框架-剪力墙结构,楼盖采用现浇钢 筋混凝土梁板体系,底部裙楼为两层宴会大厅,并设有斜圆柱形主出入口。框架 柱截面尺寸600mmx600mm~900mmx1200mm,墙截面尺寸200~500mm。 现行GB50010-2010《混凝土结构设计规范》中对房屋建筑工程结构伸缩缝 的最大间距做如下规定:对于现浇式结构,普通砖混结构50m,框架结构55m, 剪力墙结构45m,框架-剪力墙结构根据框架和剪力墙的具体布置情况取45~55m 之间,通常可取50m。该酒店结构不设缝轴线尺寸为167.2m,超过了规范要求。 3、温度工况 (1)温度荷载。假设该建筑从当年7月开始地上部分施工,第1~3层施工分 别需要一个月,从4层开始每层半个月,至次年二月半完工。按照该假定施加的 温度荷载始终为降温作用,为最不利工况。 (2)有限元模型。针对温度应力建立四组模型(M0、M1、M2、M3),均考虑施 工模拟和收缩徐变的作用;其中,部分模型考虑了地下室顶板的转动弹性嵌固, 弹簧刚度计算按照柱所连接的梁柱刚度进行计算,为近似值。模型的具体设计参 数见表1所示。 结构二层的后浇带设置如图1所示,其余各层M0、M1、M2后浇带设置均同;M3与 M2相比,仅在结构第二层增设后浇带c,其余部位后浇带设置均同M0~M2模型。温度有 限元模型为保证结构成立,将一跨内的所有次梁和板均设置为后浇带。 4、温度应力分析 本工程采用有限元分析程序MidasGen对本模型进行温度应力计算分析,分别探讨温度应力对框剪结构中的柱、剪力墙、梁板等主要构件的影响,并给出控制措施及建议。 (1)柱内力。通过对比框架柱主要集中区域的温度应力,其中:①主楼最外侧柱(区域1);

带传动的受力分析及运动特性

带传动的受力分析及运动特性 newmaker 一、带传动的受力分析 带传动安装时,带必须张紧,即以一定的初拉力紧套在两个带轮上,这时传动带中的拉力相等,都为初拉力F0(见图7–8a )。 图7-8 带传动的受力情况 a)不工作时 b)工作时 当带传动工作时,由于带和带轮接触面上的摩擦力的作用,带绕入主动轮的一边被进一步拉紧,拉力由F0增大到F1,这一边称为紧边;另一边则被放松,拉力由F0降到F2,这一边称为松边(见图7–8b )。两边拉力之差称为有效拉力,以F 表示,即 F =F1–F2 (7–4) 有效拉力就是带传动所能传递的有效圆周力。它不是作用在某一固定点的集中力,而是带和带轮接触面上所产生的摩擦力的总和。带传动工作时,从动轮上工作阻力矩T¢2所产生的圆周阻力F¢为 F¢=2 T'2 /d2 正常工作时,有效拉力F 和圆周阻力F¢相等,在一定条件下,带和带轮接触面上所能产生的摩擦力有一极限值,即最大摩擦力(最大有效圆周力)Fmax ,当Fmax≥F¢时,带传动才能正常运转。如所需传递的圆周阻力超过这一极限值时,传动带将在带轮上打滑。 刚要开始打滑时,紧边拉力F1和松边拉力F2之间存在下列关系,即 F1=F2?e f?a (7–5) 式中 e –––自然对数的底(e≈2.718); f –––带和轮缘间的摩擦系数;

a–––传动带在带轮上的包角(rad)。 上式即为柔韧体摩擦的欧拉公式。 (7-5)式的推导: 下面以平型带为例研究带在主动轮上即将打滑时紧边拉力和松边拉力之间的关系。 假设带在工作中无弹性伸长,并忽略弯曲、离心力及带的质量的影响。 如图7–9所示,取一微段传动带dl,以dN表示带轮对该微段传动带的正压力。微段传动带一端的拉力为F,另一端的拉力为F+dF,摩擦力为f·dN,f为传动带与带轮间的摩擦系数 (对于V带,用当量摩擦系数fv,,f为带轮轮槽角)。则 因da很小,所以sin(da/2)?da/2,且略去二阶微量dF?sin(da/2),得 dN=F?da 又 取cos(da/2)?1,得f?dN=dF或dN=dF/f,于是可得 F?da=dF/f 或dF/F=f?da 两边积分

温度循环应力筛选ESS

温度循环应力筛选 应力筛选(Environmental Stress Screening,简称ESS)说明: 应力筛选是产品在设计强度极限下,运用加速技巧外加环境应力,如:预烧(burn in)、温度循环(temperature cycling)、随机振动(random vibration)、开闭循环(power cycle)..等方法,透过加速应力来使潜存于产品的瑕疵浮现[潜在零件材料瑕疵、设计瑕疵、制程瑕疵、工艺瑕疵],以及消除电子或机械类残留应力,还有消除多层电路板间的杂散电容,将澡盆曲线里面的早夭期阶段的产品事先剔除与修里,使产品透过适度的筛选,保存澡盆曲线的正常期与衰退期的产品,以避免该产品于使用过程中,受到环境应力的考验时而导致失效,造成不必要的损失,虽然使用ESS应力筛选会增加成本与时间,但是对于提高产品出货良率与降低返修次数,有显著的效果,对于总成本反而会降低,另外客户信任度也会有所提升,一般针对于电子零件的应力筛选方式有预烧、温度循环、高温、低温,PCB印刷电路板的应力筛选方式为温度循环,针对于电子成本的的应力筛选为:通电预烧、温度循环、随机振动,另外应力筛本身是一种制程阶段的过程,而不是一种试验,筛选是100%对产品进行的程序。 应力筛选适用产品阶段:研发阶段、批量生产阶段、出厂前(筛选试验可以在组件、器件、连接器等产品或整机系统中进行,根据要求不同可以 有不同的筛选应力) 应力筛选比较: a.恒定高温预烧(Burn in)的应力筛选,是目前电子IT产业常用析出电子元器件缺陷的方法,但是这种方式比较不适合用于筛选零件 (PCB、IC、电阻、电容),根据统计在美国使用温度循环对零件进行筛选的公司数要比使用恒定高温预烧对组件进行筛选的公司数多5倍。 b.GJB/DZ34表示温度循环和随机振动筛选出缺陷的比例,温度约占80%,振动约占20%各种产品中筛出缺陷的分情况 c.美国曾对42家企业进行调查统计,随机振动应力可筛出15~25%的缺陷,而温度循环可筛选出75~85%,如果两者结合的话可达90%。 d.藉由温度循环所检测出的产品瑕疵类型比例:设计裕度不足:5%、生产做工失误:33%、瑕疵零件:62% 温度循环应力筛选的故障诱发说明: 温度循环诱发的产品故障原因为:当温度在上、下限极值温度进行循环时,产品产生交替膨胀和收缩,使产品中产生热应力和应变。如果产品部有瞬时的热梯变(温度不均匀性),或产品部邻接材料的热膨胀系数彼此不匹配时,则这些热应

温度应力计算

6.1混凝土施工裂缝控制6.1.1混凝土温度的计算 ①混凝土浇筑温度:T j =T c +(T q -T c )×(A 1 +A 2 +A 3 +……+A n ) 式中:T c —混凝土拌合温度(℃),按多次测量资料,在没有冷却措施的条件下,有日照时混凝土拌合温度比当时温度高5-7 ℃,无日照时混凝土拌 合温度比当时温度高2-3 ℃,我们按3 ℃计;、 T q —混凝土浇筑时的室外温度(考虑最夏季最不利情况以30 ℃计); A 1、A 2 、A 3 ……A n —温度损失系数,A 1 —混凝土装、卸,每次A=0.032(装 车、出料二次);A 2 —混凝土运输时,A=θt查文献[5]P 33表3-4得6 m3滚动式搅拌车运输θ=0.0042,运输时 间t约30分钟,A=0.0042×30=0.126;A 3 —浇捣过程中A=0.003t, 浇捣时间t约240min, A=0.003× 240=0.72; T j =33+(T q -T c )×(A 1 +A 2 +A 3 )=33+(30-33)×(0.032×2+0.126+0.72) =33+(-3)×0.91=30.27 ℃ ②混凝土的绝热温升:T(t)=W×Q×(1-e-mt)/(C×r) 式中:T(t)—在t龄期时混凝土的绝热温升(℃); W—每m3混凝土的水泥用量(kg/m3),取350kg/m3; Q—每公斤水泥28天的累计水化热(KJ/kg), 采用425号矿渣水泥Q =335kJ/kg(文献[5] P 14 表2-1); C—混凝土比热0.97 KJ/(kg·K) ; r—混凝土容重2400 kg/m3; e—常数,2.71828; m—与水泥品种、浇筑时温度有关,可查文献[5]P 35 表3-5; t—混凝土龄期(d)。 混凝土最高绝热温升T h =W×Q/(C×r)=350×335/(0.97×2400)=50.37(℃) ③混凝土内部中心温度:T max (t)=T j + T 1 (t) 式中:T max (t)—t龄期混凝土内部中心温度; T j —混凝土浇筑温度(℃);

第十六章循环应力

第十六章循环应力 一、教学目标和教学内容 1.教学目标 使学生掌握循环应力概念、表示方法,循环特征,了解在对称循环时材料的疲劳极限和构件的疲劳极限。 2.教学内容 讲解循环应力概念、表示方法,介绍循环特征,计算在对称循环时材料的疲劳极限和构件的疲劳极限(尤其是让学生了解影响构件疲劳强度的三大主要因素)。 二、重点难点 重点:循环应力有关概念。 难点:对于循环应力问题中,材料疲劳强度和构件疲劳强度的联系与区别 三、教学方式 采用启发式教学,通过提问,引导学生思考,让学生回答问题。 四、建议学时 3学时 五、讲课提纲 1 、循环应力下构件的疲劳强度 在工程中,某些构件工作时,其应力随时间作用周期性的变化。例如图16.1a 所示的梁,在电动机自重和转子质量偏心所引起的离心力作用下将发生振动。这时梁内任一点的应力将随时间作周期性变化,如图16.1b所示。又如图16.2a 所示的火车轮轴,虽然荷载不变,但由于轴在转动,因此横截面上任一点的应力将随着该点位置的变动而发生周期性变化,如图16.2b所示。 图16.1

上述这些实例中,随时间作周期性变化的应力称为循环应力(Cyclic Stress ),我国又常称为交变应力(Alternative Stress )。 图16.2 1.1疲劳破坏及其特征 构件在循环应力作用下产生的破坏为疲劳破坏(Fatigue Fracture )。在循环应力作用下,材料抵抗疲劳破坏的能力称为疲劳强度(Fatigue Strength )。构件在循环应力作用下疲劳破坏与静载下的强度破坏具有本质的差别。实践证明,疲劳破坏具有以下特征: (1) 强度降低 在循环应力下工作的构件,即使其最大应力远底于材料静载时的强度极限,甚至低于屈服极限,但经过长期工作后也会突然断裂。例如用45号钢(非结构钢)制作的构件,承受图16.12b 所示的弯曲循环应力,当最大应力MPa 260max =σ时,约经历710次循环就可能发生断裂而45号钢的屈服极限MPa 350y =σ强度极限MPa 600b =σ。 (2) 脆性破坏 构件在破坏前没有明显的塑性变形,即使塑性较好的材料也会像脆性一样突然发生断裂。 (3) 断口具有一定的特征 疲劳破坏时,构件断口的表面明显地分为两个区域:光滑区域和粗糙区域,如图16.3所示。 图16.3

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