1、焊接结构焊接结构第1页/共63页内容提要1、疲劳断裂的过程和断口特征；2、焊接结构中疲劳限的常用表示法；3、焊接接头的疲劳强度计算；4、影响焊接接头疲劳强度的因素;5、提高焊接接头疲劳强度的措施。第2页/共63页 5.1 疲劳断裂过程的特征1、受力方面：构件或接头工作在交变应力和交变应变的作用。2、破坏时间：疲劳裂纹扩展缓慢，有时需要长达数年时间。3、断裂时变形：断裂时的变形很小，属突发事故。4、疲劳断裂不受环境温度的影响。第3页/共63页 大量研究表明，疲劳断裂是循环应力、拉伸应力和塑性应变共同作用下形成的，三者缺一，疲劳裂纹将不会产生和扩展。循环应力使疲劳裂纹产生，拉伸应力造成疲劳裂纹的扩
2、展，塑性变形影响着整个疲劳过程。第4页/共63页 5.2 疲劳断裂的过程和断口特征 一、疲劳断裂的过程一、疲劳断裂的过程 一般由三个阶段所组成：v 在应力集中处产生初始疲劳裂纹；疲劳裂纹的产生主要有以下三种形式：夹杂物和基体晶面开裂、滑移带开裂以及孪晶和晶界开裂。v 裂纹稳定扩展；分为两个阶段，即与拉应力成45o的方向扩展和垂直拉应力扩展。v 失稳断裂。第5页/共63页疲劳裂纹扩展的辉纹第6页/共63页疲劳裂纹扩展的机理 拉埃特(Laird)和斯密司(Smith)模型第7页/共63页经过加载后进行卸载时，裂纹闭合间断处于尖锐状。再次加载时，在切应力作用下，裂纹尖端上下两侧沿45o方向滑移，使裂
3、纹尖端钝化。当拉应力达到最大值时，裂纹停止扩展。开始卸载时，裂纹尖端又沿反方向滑移。继续卸载或反方向加载时，裂纹尖端逐渐闭合，直到全部闭合。经历一次锐化-钝化-再锐化的过程，裂纹扩展一段距离，断口表面上就产生一道辉纹。第8页/共63页 三、焊接接头中产生疲劳裂纹的特点 焊接接头中产生疲劳裂纹一般要比其它连接型式的循环次数少。v 焊接接头应力集中；v 接头部位易产生焊接接头缺陷；v 焊接残余应力也比较高。造成疲劳裂纹产生阶段加快。第9页/共63页 5.3 在焊接结构中疲劳限的常用表示法 一、基本概念（一）疲劳强度和疲劳极限 试样用不同载荷进行多次反复加载试验，即可测得在不同载荷下使试样破坏所需要
4、的加载循环次数N。将破坏应力与N绘成曲线，即为乌勒（Wohler）疲劳曲线。曲线上对应于某一循环次数N的破坏应力即为该循环数下的疲劳强度。曲线的水平渐近线即为疲劳极限。第10页/共63页疲劳曲线a)N b)lnN第11页/共63页 （二）应力循环特性 疲劳强度的数值与应力循环特性有关。应力循环特性主要用下列参量表示：max:应力循环内的最大应力；min:应力循环内的最小应力；:平均应力；:应力振幅；:应力循环特征系数。maxmin2mmaxmin2amaxminr第12页/共63页几种具有特殊循环特性的变动载荷：第13页/共63页v 对称交变载荷，max=-min，r=-1,疲劳强度用-1表示
5、。v 脉动载荷，min=0，r=0,疲劳强度用0表示。v 拉伸变载荷，max和min均为拉应力，但大小不等，0r 1,，其疲劳强度用 r表示，脚标r用相应的特性系数表示，如0.3。v 拉压变载荷，max为拉应力，min为压应力，其数值大小不等，-1r 0,，其疲劳强度用-r表示，脚标r用相应的特性系数表示。第14页/共63页 二、疲劳强度的常用表示法 为了表达疲劳强度和循环特性之间的关系，应当绘出疲劳图。从疲劳图中可以得出各种循环特性下的疲劳强度。常用的疲劳图有几种形式：1、用max和r表示的疲劳图第15页/共63页 2用max和m表示的疲劳图maxmaxmmaxmin221tgr第16页/共
6、63页3 在焊接结构中疲劳限的常用表示法只有当盖板的厚度比按强度条件所要求的增加一倍，焊脚比例为1:3.：许用应力范围。曲线上各点的疲劳强度r=a+m；经历一次锐化-钝化-再锐化的过程，裂纹扩展一段距离，断口表面上就产生一道辉纹。接头部位易产生焊接接头缺陷；在该疲劳图上可以用作图法求出任何一种循环特性系数（r）下的疲劳强度。三、GBJ17-88钢结构设计规范对焊接结构疲劳计算的规定焊接缺陷对疲劳强度的影响大小与缺陷的种类、尺寸、方向和位置有关。此外增加焊缝的尺寸对提高疲劳强度仅仅在一定范围内才有效。经历一次锐化-钝化-再锐化的过程，裂纹扩展一段距离，断口表面上就产生一道辉纹。三、残余应力的影响
7、对称交变载荷，max=-min，r=-1,疲劳强度用-1表示。而纵坐标本身又表示脉动载荷r0，CC即为0。如对接接的应力集中系数小，因而疲劳强度高，应当尽量选用。B是先焊横向焊缝，后焊纵向焊缝。对于r=1/2的疲劳强度，根据ADBC线的交点即可找出为411MPa。一般是在接头某部位采用加热、辗压、局部爆炸等方法使接头应力集中处产生残余压应力。在焊接结构中，不合理的设计、不合理的接头形式、各种焊接缺陷是产生应力集中的主要原因。三、GBJ17-88钢结构设计规范对焊接结构疲劳计算的规定 在曲线包围区域内的任意点，表示不产生疲劳破坏。在区域外的点，表示经过一定的应力循环循环后产生疲劳破坏。两曲线相交
8、于C点，此点表示循环振幅为零，即为静载荷时的破坏点，其疲劳强度与静载强度b相等。线段ON表示对称循环时的疲劳强度，此时，m等于零。线段ON表示脉动循环时的疲劳强度。在该疲劳图上可以用作图法求出任何一种循环特性系数（r）下的疲劳强度。maxmaxmmaxmin221tgr第17页/共63页 3用a和m表示的疲劳图第18页/共63页v 曲线上各点的疲劳强度r=a+m；v 曲线与纵轴交点A的纵坐标即为对称循环时的疲劳强度-1；v 线与横轴交点B的横坐标即为静载强度b，此时，a 0，r1；v 从O点作45o射线与曲线的交点C表示脉动循环，其疲劳强度0=a+m=2 a=2mv 在该疲劳图上可以用作图法求
9、出任何一种循环特性系数（r）下的疲劳强度。am11rtgr第19页/共63页 4用max和min表示的疲劳图第20页/共63页由原点出发的每条射线代表一种循环特性。由原点向左与横坐标倾斜45o的直线表示交变载荷，r=-1,它与曲线交于B点BB即为-1;向右与横坐标倾斜45o的直线表示静载r=1,它与曲线交于D点，DD即为静载强度b;而纵坐标本身又表示脉动载荷r0，CC即为0。第21页/共63页 该钢种的静载强度为588MPa（A点），200万次脉动循环的疲劳强度为304MPa（B点)。而其交变载荷r=-1的疲劳强度为 196MPa（C 点)。对于r=1/2的疲劳强度，根据ADBC线的交点即可找
10、出为411MPa。同样在该图上也可找出n100万次的各种r环特性的疲劳强度值。第22页/共63页 5.4 焊接接头的疲劳强度计算一、国外疲劳设计方法的改进 美、德、日本等国家经过大量的实验后，对疲劳设计方法进行了改进，即把以应力比r和材料抗拉强度b约定许用应力的方法，修改为全部用应力范围所表示的S-N曲线。这样使疲劳设计大为简化，而且又结合了实际焊接接头的疲劳特性。第23页/共63页二、国内疲劳设计方法的改进 八十年代末颁布的GBJ17-88钢结构设计规范取代TJ17-74。GBJ17-88采用应力范围所表示的S-N曲线，把构件按照不同的结构类型、受力特点和细节进行了分类，这样使疲劳设计大为简
11、化，而且更符合实际。第24页/共63页 三、GBJ17-88钢结构设计规范对焊接结构疲劳计算的规定 标准规定承受动力载荷重复作用，并且在非特殊条件下的钢结构及其连接。当应力变化循环次数N105次时，进行疲劳计算。计算方法采用应力范围（）法。计算时按常幅疲劳和变幅疲劳分别进行计算。许用应力范围与构件和连接类别、应力循环次数有关。设计时应避免采用应力集中严重的连接方式，应力按弹性工作计算。应力循环中不出现拉应力的部位不必进行疲劳计算。第25页/共63页 1、常幅疲劳 所有应力循环的应力范围保持常量的疲劳，规定按下式计算：应力幅；对于焊接结构，=max-min 对于非焊接结构，=max-0.7 mi
12、n ：许用应力范围。1CNN：应力循环次数。C：根据连接类别确定的系数。第26页/共63页再次加载时，在切应力作用下，裂纹尖端上下两侧沿45o方向滑移，使裂纹尖端钝化。min:应力循环内的最小应力；同样在该图上也可找出n100万次的各种r环特性的疲劳强度值。在焊接结构中，不合理的设计、不合理的接头形式、各种焊接缺陷是产生应力集中的主要原因。影响基本金属疲劳强度的因素有应力集中、截面尺寸、表面状态、加载情况、介质、接头部位近缝区性能的改变、焊接残余应力等。当应力变化循环次数N105次时，进行疲劳计算。在区域外的点，表示经过一定的应力循环循环后产生疲劳破坏。对称交变载荷，max=-min，r=-1
13、,疲劳强度用-1表示。试样用不同载荷进行多次反复加载试验，即可测得在不同载荷下使试样破坏所需要的加载循环次数N。向右与横坐标倾斜45o的直线表示静载r=1,它与曲线交于D点，DD即为静载强度b;此外增加焊缝的尺寸对提高疲劳强度仅仅在一定范围内才有效。6 提高焊接接头疲劳强度的措施计算方法采用应力范围（）法。疲劳裂纹的产生主要有以下三种形式：夹杂物和基体晶面开裂、滑移带开裂以及孪晶和晶界开裂。造成疲劳裂纹产生阶段加快。在交变载荷下（r-1)消除内应力试样的疲劳强度接近130MPa，而未捎除内应力的仅为75MPa。美、德、日本等国家经过大量的实验后，对疲劳设计方法进行了改进，即把以应力比r和材料抗
14、拉强度b约定许用应力的方法，修改为全部用应力范围所表示的S-N曲线。影响基本金属疲劳强度的因素有应力集中、截面尺寸、表面状态、加载情况、介质、接头部位近缝区性能的改变、焊接残余应力等。三、GBJ17-88钢结构设计规范对焊接结构疲劳计算的规定循环应力使疲劳裂纹产生，拉伸应力造成疲劳裂纹的扩展，塑性变形影响着整个疲劳过程。2、变幅疲劳 所有应力循环的应力范围随机变化的疲劳。应力范围按等效疲劳应力幅计算，规定按下式计算：e 1iieinn ：以应力循环次表示的结构预期使用寿命。ni：预期使用寿命内应力范围水平达到 i的应 力循环次数 i：第i应力范围值。in第27页/共63页 5.5 影响焊接接头
15、疲劳强度的因素 影响基本金属疲劳强度的因素有应力集中、截面尺寸、表面状态、加载情况、介质、接头部位近缝区性能的改变、焊接残余应力等。第28页/共63页 一、应力集中的影响 结构的疲劳强度很大程度上取决于结构的应力集中情况。在焊接结构中，不合理的设计、不合理的接头形式、各种焊接缺陷是产生应力集中的主要原因。因此他们也是降低结构动载荷强度的主要原因。第29页/共63页 1、对接接头 对接接头的疲劳强度最高，因为接头的形状变化小，应力集中系数最低。接头的疲劳强度主要取决于焊缝向母材过渡的形状。第30页/共63页低碳钢及低合金锰钢的对接接头在机械加工前后的疲劳强度第31页/共63页 2、丁字和十字接头
16、 在焊缝向基本金属过渡处有明显的截面变化，其应力集中系数要比对接接头的应力集中系数高。因此丁字和十字接头的疲劳强度远低于对接接头。（1）、未开坡口的用角焊缝连接接头 当焊缝传递工作应力时，其疲劳断裂可能发生在两个薄弱环节上，即母材与焊缝趾端交界处和焊缝根部。当单个焊缝的计算厚度（a）与板厚（）之比小于0.60.7时，一般断于焊缝；当计算厚度（a）与板厚（）之比大于0.7时，一般断于母材。第32页/共63页 合金钢对应力集中比较敏感。在这种情况下，采用低合金钢对疲劳强度并没有优越性。此外增加焊缝的尺寸对提高疲劳强度仅仅在一定范围内才有效。因为焊缝尺寸的增加并不能改变另一薄弱截面，即焊缝趾端处母材
17、的强度，故充其量亦不能超过断裂在此处的疲劳强度。第33页/共63页（2）、开坡口完全焊透的接头 开坡口焊接和加工焊缝过渡区使之圆滑过渡，显著降低应力集中，接头的疲劳强度较高。破坏时一般由焊缝向母材过渡处（焊趾部位）开始。第34页/共63页 3、搭接接头的疲劳强度 搭接接头的疲劳强度是很低的。只有当盖板的厚度比按强度条件所要求的增加一倍，焊脚比例为1:3.8并采用抓械加工使焊缝向基本金属平滑过渡，疲劳强度才等于100%。第35页/共63页 二、近缝区金属性能变化的影响1、低碳钢焊接接头 在常用的线能量下焊接，热影响区和基本金属的疲劳强度相当接近。只有在非常高的线能量下焊接，能使热影响区对应力集中
18、的敏感性下降，其疲劳强度比基本金属高得多。第36页/共63页而纵坐标本身又表示脉动载荷r0，CC即为0。因此他们也是降低结构动载荷强度的主要原因。试样用不同载荷进行多次反复加载试验，即可测得在不同载荷下使试样破坏所需要的加载循环次数N。接头部位易产生焊接接头缺陷；在对接焊缝中，应当保证基本金属与焊缝之间平缓过渡，机械打磨过渡区是可采用的方法，但注意打磨方法应是顺着力线传递方向，而垂直力线方向打磨往往取得相反的效果。5、用表面机械加工的方法，消除焊缝及其附近的各种刻槽，可以降低构件中的应力集中程度提高接头疲劳强度。两曲线相交于C点，此点表示循环振幅为零，即为静载荷时的破坏点，其疲劳强度与静载强度
19、b相等。4、疲劳断裂不受环境温度的影响。3用a和m表示的疲劳图因此他们也是降低结构动载荷强度的主要原因。2、尽量采用应力集中系数小的焊接接头。为了表达疲劳强度和循环特性之间的关系，应当绘出疲劳图。2用max和m表示的疲劳图A组试样的拉伸焊接应力低于B组。疲劳裂纹的产生主要有以下三种形式：夹杂物和基体晶面开裂、滑移带开裂以及孪晶和晶界开裂。向右与横坐标倾斜45o的直线表示静载r=1,它与曲线交于D点，DD即为静载强度b;对称交变载荷，max=-min，r=-1,疲劳强度用-1表示。介质往往对材料的疲劳强度有影响，采用保护涂层是有利的。2、焊接结构中疲劳限的常用表示法；2）、当夹层厚度比减少到一定
20、程度h/d0.75时，接头的疲劳强度在很大程度上取决于夹层的疲劳强度（这时疲劳强度对接头来说是降低了），2）、当夹层厚度比减少到一定程度h/d0.75时，焊接接头的疲劳强度随比值hd的减小而提高。第39页/共63页 三、残余应力的影响 焊接残余应力的产生往往伴随着焊接热循环引起的材料性能的变化，而热处理在消除内应力的同时也恢复或部分恢复了材料的性能。因此，对于试验的结果就产生了不同的解释，对内应力的影响也有了不同的评价。第40页/共63页 内应力对于构件疲劳强度的影响第41页/共63页 在上述分析中，没考虑内应力在载荷作用下的变化。实际上，当应力循环中的最大应力max到达s时，亦即m与a之和达
21、到s时，内应力将因应力全面达到屈服而消除。在SCR线上所有点的m与a之和均达到s。当m达到相当于图中C点的数值时，内应力对疲劳强度将没有影响。当m小于相当于C点的数值，则m越小，内应力的影响愈显著。第42页/共63页不同焊接次序来获得不同的焊接应力分布的试样对比试验。A是先焊纵向焊缝，后焊横向焊缝。B是先焊横向焊缝，后焊纵向焊缝。A组试样的拉伸焊接应力低于B组。A组疲劳强度高于B组。第43页/共63页 热处理消除内应力后的疲劳强度第44页/共63页 在交变载荷下（r-1)消除内应力试样的疲劳强度接近130MPa，而未捎除内应力的仅为75MPa。在脉动载荷下（r=0)两组试样的疲劳强度相同，为1
22、85MPa。当r0.3经热处理消除内应力的试样疲劳强度为260MPa，反而略低于未热处理的试样(270MPa)。第45页/共63页 原因：在r值较高时，疲劳强度较高，在较高的拉应力作用下，内应力较快地得到释放，因此内应力对疲劳强度的影响就减弱；当r增大到0.3时，内应力在载荷作用下，进一步降低，实际上对疲劳强度已不起作用。而热处理在消除内应力的同时又消除了焊接过程对材料疲劳强度的有利影响，因而疲劳强度在热处理后反而下降。第46页/共63页接头部位易产生焊接接头缺陷；曲线上对应于某一循环次数N的破坏应力即为该循环数下的疲劳强度。对称交变载荷，max=-min，r=-1,疲劳强度用-1表示。曲线的
23、水平渐近线即为疲劳极限。C：根据连接类别确定的系数。美、德、日本等国家经过大量的实验后，对疲劳设计方法进行了改进，即把以应力比r和材料抗拉强度b约定许用应力的方法，修改为全部用应力范围所表示的S-N曲线。1、疲劳断裂的过程和断口特征；曲线与纵轴交点A的纵坐标即为对称循环时的疲劳强度-1；因此他们也是降低结构动载荷强度的主要原因。一般是在接头某部位采用加热、辗压、局部爆炸等方法使接头应力集中处产生残余压应力。实际上，当应力循环中的最大应力max到达s时，亦即m与a之和达到s时，内应力将因应力全面达到屈服而消除。对于高组配即软夹硬的焊接接头，力学性能不均匀性对于接头的疲劳强度基本上没有影响。疲劳裂
24、纹的产生主要有以下三种形式：夹杂物和基体晶面开裂、滑移带开裂以及孪晶和晶界开裂。此外增加焊缝的尺寸对提高疲劳强度仅仅在一定范围内才有效。拉压变载荷，max为拉应力，min为压应力，其数值大小不等，-1r 0,，其疲劳强度用-r表示，脚标r用相应的特性系数表示。大量研究表明，疲劳断裂是循环应力、拉伸应力和塑性应变共同作用下形成的，三者缺一，疲劳裂纹将不会产生和扩展。二、近缝区金属性能变化的影响接头的疲劳强度主要取决于焊缝向母材过渡的形状。向右与横坐标倾斜45o的直线表示静载r=1,它与曲线交于D点，DD即为静载强度b;在区域外的点，表示经过一定的应力循环循环后产生疲劳破坏。四、缺陷的影晌 焊接缺
25、陷在焊件中会引起应力集中，在交变载荷作用下很容易产生疲劳裂纹。实验证明：在同样材料制成的焊接结构中，缺陷对疲劳强度的影响要比静载强度的影响大。焊接缺陷对疲劳强度的影响大小与缺陷的种类、尺寸、方向和位置有关。第47页/共63页 片状缺陷比带圆角的缺陷（如气孔等）影响大；表面缺陷比内部缺陷影响大；与作用力方向垂直的片状缺陷的影响比其它方向的大；位于残余拉应力场内的缺陷的影响比在残余压应力区内的大；位于应力集中区的缺陷（如焊缝趾部裂纹）的影响比在均匀应力场中同样缺陷影晌大。第48页/共63页第49页/共63页 5.6 提高焊接接头疲劳强度的措施第50页/共63页 一、降低应力集中1、采用合理的构件结
26、构形式，减少应力集中，以提高疲劳强度。第51页/共63页2、尽量采用应力集中系数小的焊接接头。如对接接的应力集中系数小，因而疲劳强度高，应当尽量选用。在对接焊缝中，应当保证基本金属与焊缝之间平缓过渡，机械打磨过渡区是可采用的方法，但注意打磨方法应是顺着力线传递方向，而垂直力线方向打磨往往取得相反的效果。只有保证联接件的截面没有突然改变的情况下传力才是合理的。高质量的对接焊缝具有较高的疲劳强度。第52页/共63页第53页/共63页3、当采用角焊缝时须采取综合措施（机械加工焊缝端部，合理选择角接板形状，焊缝根部保证熔透等）来提高接头的疲劳强度，采取这些措施以降低应力集中并消除残余应力的不利影响。4
27、、在某些情况下，可以通过开缓和槽使力线绕开应力集中处来提高接头的疲劳强度。第54页/共63页5、用表面机械加工的方法，消除焊缝及其附近的各种刻槽，可以降低构件中的应力集中程度提高接头疲劳强度。二、调整残余应力场 消除接头应力集中处的残余拉应力或使该处产生残余压应力都可以提高接头的疲劳强度。1、结构或元件整体处理；包括整体退火或超载预拉伸法。2、对接头部位局部处理。一般是在接头某部位采用加热、辗压、局部爆炸等方法使接头应力集中处产生残余压应力。第55页/共63页 三、改善材料的机械性能 表面强化处理，用小轮挤压和用锤轻打焊缝表面及过渡区，或用小钢丸喷射（即喷丸处理）焊缝区，都可以提高接头的疲劳强
28、度。因为材料经过这种处理后，不但形成有利的表面压应力，而且使材料局部加工硬化，因而可以提高疲劳强度。四、特殊保护措施 介质往往对材料的疲劳强度有影响，采用保护涂层是有利的。第56页/共63页该钢种的静载强度为588MPa（A点），200万次脉动循环的疲劳强度为304MPa（B点)。位于应力集中区的缺陷（如焊缝趾部裂纹）的影响比在均匀应力场中同样缺陷影晌大。经历一次锐化-钝化-再锐化的过程，裂纹扩展一段距离，断口表面上就产生一道辉纹。应力范围按等效疲劳应力幅计算，规定按下式计算：由原点向左与横坐标倾斜45o的直线表示交变载荷，r=-1,它与曲线交于B点BB即为-1;计算时按常幅疲劳和变幅疲劳分别
29、进行计算。造成疲劳裂纹产生阶段加快。只有当盖板的厚度比按强度条件所要求的增加一倍，焊脚比例为1:3.3用a和m表示的疲劳图曲线上对应于某一循环次数N的破坏应力即为该循环数下的疲劳强度。3 在焊接结构中疲劳限的常用表示法曲线的水平渐近线即为疲劳极限。线段ON表示对称循环时的疲劳强度，此时，m等于零。3用a和m表示的疲劳图原因：在r值较高时，疲劳强度较高，在较高的拉应力作用下，内应力较快地得到释放，因此内应力对疲劳强度的影响就减弱；3时，内应力在载荷作用下，进一步降低，实际上对疲劳强度已不起作用。设计时应避免采用应力集中严重的连接方式，应力按弹性工作计算。疲劳裂纹扩展缓慢，有时需要长达数年时间。3
30、、高强钢焊接接头3用a和m表示的疲劳图疲劳裂纹扩展的机理 拉埃特(Laird)和斯密司(Smith)模型第57页/共63页几种具有特殊循环特性的变动载荷：第58页/共63页 在曲线包围区域内的任意点，表示不产生疲劳破坏。在区域外的点，表示经过一定的应力循环循环后产生疲劳破坏。两曲线相交于C点，此点表示循环振幅为零，即为静载荷时的破坏点，其疲劳强度与静载强度b相等。线段ON表示对称循环时的疲劳强度，此时，m等于零。线段ON表示脉动循环时的疲劳强度。在该疲劳图上可以用作图法求出任何一种循环特性系数（r）下的疲劳强度。maxmaxmmaxmin221tgr第59页/共63页 3用a和m表示的疲劳图第
31、60页/共63页二、国内疲劳设计方法的改进 八十年代末颁布的GBJ17-88钢结构设计规范取代TJ17-74。GBJ17-88采用应力范围所表示的S-N曲线，把构件按照不同的结构类型、受力特点和细节进行了分类，这样使疲劳设计大为简化，而且更符合实际。第61页/共63页 一、应力集中的影响 结构的疲劳强度很大程度上取决于结构的应力集中情况。在焊接结构中，不合理的设计、不合理的接头形式、各种焊接缺陷是产生应力集中的主要原因。因此他们也是降低结构动载荷强度的主要原因。第62页/共63页3用a和m表示的疲劳图大量研究表明，疲劳断裂是循环应力、拉伸应力和塑性应变共同作用下形成的，三者缺一，疲劳裂纹将不会
32、产生和扩展。曲线上对应于某一循环次数N的破坏应力即为该循环数下的疲劳强度。三、改善材料的机械性能曲线的水平渐近线即为疲劳极限。对接接头的疲劳强度最高，因为接头的形状变化小，应力集中系数最低。该钢种的静载强度为588MPa（A点），200万次脉动循环的疲劳强度为304MPa（B点)。C：根据连接类别确定的系数。再次加载时，在切应力作用下，裂纹尖端上下两侧沿45o方向滑移，使裂纹尖端钝化。疲劳裂纹的产生主要有以下三种形式：夹杂物和基体晶面开裂、滑移带开裂以及孪晶和晶界开裂。断裂时的变形很小，属突发事故。3、搭接接头的疲劳强度：以应力循环次表示的结构预期使用寿命。1 疲劳断裂过程的特征B是先焊横向焊缝，后焊纵向焊缝。计算时按常幅疲劳和变幅疲劳分别进行计算。接头的疲劳强度主要取决于焊缝向母材过渡的形状。75时，接头的疲劳强度在很大程度上取决于夹层的疲劳强度（这时疲劳强度对接头来说是降低了），曲线与纵轴交点A的纵坐标即为对称循环时的疲劳强度-1；B是先焊横向焊缝，后焊纵向焊缝。1、对接接头 对接接头的疲劳强度最高，因为接头的形状变化小，应力集中系数最低。接头的疲劳强度主要取决于焊缝向母材过渡的形状。第63页/共63页
