试述疲劳断裂（失效）的特点及其断裂的过程。

题目

试述疲劳断裂（失效）的特点及其断裂的过程。

相似考题

1.在断裂失效中所占比例最大的是()。A、延性断裂B、脆性断裂C、疲劳断裂D、整体断裂

2.关于滚动轴承的失效模式，下面说法不正确的是（）A、失效模式主要包括：疲劳、磨损、腐蚀、电蚀、塑性变形、断裂和开裂B、疲劳指由滚动体和滚道接触处产生的重复应力引起的组织变化C、塑性变形主要包括：过载、碎屑压痕、贮运压痕D、断裂主要包括：过载断裂、疲劳断裂、热裂、冷裂

3.金属材料在低于拉伸强度极限的交变应力的反复作用下，缓慢发生和扩展并导致突然破坏的失效称为（）。A、疲劳断裂失效B、塑性断裂失效C、屈服失效D、弹性变形失效

4.抽油杆及其接箍的主要失效类型是疲劳断裂。()此题为判断题(对，错)。

参考答案和解析
正确答案: 疲劳断裂（失效）的特点：
1、疲劳断裂与静载荷作用下的断裂不同，主要表现为：疲劳断裂是低应力下的破坏，疲劳失效在远低于材料的静载极限强度甚至低于屈服点时发生；
2、疲劳破坏宏观上无塑性变形，因此比静载下的破坏具有更大的危险性；疲劳断裂是与时间有关的一种失效方式，具有多阶段性，疲劳失效的过程是累积损伤的过程；
3、与单向静载断裂相比，疲劳失效对材料的微观组织和材料的缺陷更加敏感，几乎总是在材料表面的缺陷处发生；另外，疲劳断裂需要多次加载；
4、疲劳断裂的扩展呈缓慢的，有时需长达数年的时间；疲劳断裂受温度的影响比较小。
5、疲劳断裂的过程：任何材料的疲劳断裂过程一般都经历裂纹萌生稳定扩展和失稳扩展三个阶段。
6、在循环应力作用下，由疲劳源慢慢形成微裂纹以及随后的裂纹扩展，当裂纹达到临界尺寸，构件剩余断面尺寸不足以承受外载荷时，裂纹失稳扩展至断裂。
7、焊接结构中疲劳裂纹大多产生于焊接接头表面几何非连续性引起的应力集中处，少数起源于内部较大的缺陷。
8、焊接接头中，不仅有应力集中，而且易产生接头缺陷，焊接残余应力也比较高。
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  • 第1题：

    试述应力集中对疲劳断裂和脆性断裂的影响？


    正确答案:应力集中式结构产生疲劳断裂和脆性断裂的主要原因之一，结构中应力集中较大的部位，往往是产生疲劳断裂和脆性断裂的裂源，应力集中很高而容易产生疲劳裂纹，脆性断裂一般从缺陷处开始。因为在缺陷附近集中了较大的应力，所以减小应力集中使提高疲劳强度和防止脆性断裂的主要措施。

  • 第2题：

    高温情况下，可能产生的主要破坏形式：（）

    • A、脆性断裂
    • B、屈服极限的高温失效
    • C、蠕变失效
    • D、疲劳断裂

    正确答案:B,C

  • 第3题：

    带传动的主要失效型式是（）。

    • A、打滑
    • B、断裂
    • C、疲劳失效
    • D、弹性滑动

    正确答案:A,C

  • 第4题：

    据统计，焊接结构的失效大多是由于（）引起的。

    • A、疲劳断裂
    • B、脆性断裂
    • C、延性断裂
    • D、乙腐蚀断裂

    正确答案:A

  • 第5题：

    疲劳断裂是一种普通而严重的失效形式


    正确答案:正确

  • 第6题：

    试述金属疲劳断裂的特点。


    正确答案: （1）疲劳是低应力循环延时断裂，机具有寿命的断裂
    （2）疲劳是脆性断裂
    （3）疲劳对缺陷（缺口，裂纹及组织缺陷）十分敏感

  • 第7题：

    疲劳断裂的失效机理及过程。


    正确答案: 金属零件疲劳断裂实质上是一个累积损伤过程。可划分为滑移、裂纹成核、微观裂纹扩展、宏观裂纹扩展、最终断裂几个过程。

  • 第8题：

    问答题
    试述金属疲劳断裂的特点。

    正确答案： 疲劳断裂与静载断裂或一次冲击断裂相比，具有以下特点：
    （1）疲劳断裂是低应力循环延时断裂，即具有寿命的断裂，其断裂应力水平往往低于材料抗拉强度，甚至屈服强度。断裂寿命随应力不同而变化，应力高寿命短，应力低寿命长。当应力低于某一临界值时，寿命可达无限长。
    （2）疲劳断裂是脆性断裂。由于一般疲劳的应力水平比屈服强度低，所以不论是韧性材料还是脆性材料，在疲劳断裂前均不会发生塑性变形及有形变预兆，它是在长期积累损伤过程中，经裂纹萌生和缓慢亚稳扩展到临界尺寸时才突然发生的。因此，疲劳是一种潜在的突发性脆性断裂。
    （3）疲劳对缺陷十分敏感。由于疲劳破坏是从局部开始的，所以它对缺陷具有高度的选择性。缺口、裂纹和组织缺陷都加快疲劳破坏的开始和发展。
    解析： 暂无解析

  • 第9题：

    单选题
    V带传动的失效形式是（）
    A

    皮带太松

    B

    打滑

    C

    打滑和胶带疲劳断裂

    D

    胶带疲劳断裂


    正确答案： C
    解析： 暂无解析

  • 第10题：

    单选题
    船机零件失效的形式有（）。
    A

    裂

    B

    断裂

    C

    脆性断裂

    D

    疲劳破坏


    正确答案： C
    解析： 暂无解析

  • 第11题：

    问答题
    论述疲劳断裂及其失效机理。

    正确答案： 零件在交变应力作用下，经过较长时间工作而发生的断裂现象，称为疲劳断裂。金属零件疲劳断裂实质上是一个逐渐积累和发展的损伤过程，大体上可分为三个阶段，疲劳裂纹萌生阶段、裂纹扩展阶段和瞬时断裂失效阶段。
    （2）疲劳裂纹萌生阶段：可分为两种情况，一是金属内没有夹杂物和应力集中，二是金属内有夹杂物和应力集中。
    A.结构均匀的金属内部，在交变载荷应力作用一定循环后，产生硬化区进而出现局部损伤积累和空穴集聚，在各晶格内局部地区出现一个或几个相对滑移线（晶格扭曲）。随着疲劳的加剧，原有的滑移线的滑移量增大，又出现新的滑移线共同组成的滑移带（晶格变形）。滑移带随着疲劳的加剧而逐步加宽加深，在表面出现挤出带和挤入槽，形成疲劳核心区。
    B.金属内有夹杂物或应力集中的部位，在交变应力作用下直接产生不均匀滑移，最后形成疲劳裂纹核心。
    （2）疲劳裂纹扩展阶段：也可分为两种情况，一是没有应力集中的情况下，在交变应力作用下，裂纹从金属材料表面的滑移带，挤入槽等处开始，沿着最大切向应力方向的晶面向内扩展，这是裂纹扩展的第一阶段（沿晶阶段），该阶段裂纹扩展速率很慢。随着疲劳持续，裂纹按第一阶段方式扩展一定距离之后，将改变方向沿着与正应力相垂直的方向扩展，扩展途径是穿晶的，扩展速率较快（穿晶阶段），这是裂纹扩展的第二阶段。二是在疲劳核心形成之后，在有应力集中的情况下，则不出现第一阶段，而直接进入第二阶段。这两个阶段也分别称为微观裂纹扩展和宏观裂纹扩展阶段。
    （3）瞬时断裂失效阶段：当疲劳裂纹扩展到临界尺寸时，剩余截面上的真实应力超过材料强度，零件发生瞬时断裂。
    解析： 暂无解析

  • 第12题：

    单选题
    零件的疲劳破坏包括（）。
    A

    疲劳裂纹和疲劳断裂

    B

    疲劳裂纹、疲劳断裂和变形

    C

    疲劳裂纹、疲劳断裂、变形和韧性断裂

    D

    疲劳裂纹、疲劳断裂、韧性断裂和脆性断裂


    正确答案： A
    解析： 暂无解析

  • 第13题：

    简述疲劳断裂定义及其失效机理。


    正确答案: 疲劳断裂：零件在交变应力的作用下，经过较长时间工作而发生的断裂现象。是危害性最大的一种失效方式。
    （1）疲劳断裂过程：滑移、裂纹成核、微观裂纹扩展、宏观裂纹扩展、最终断裂。
    （2）疲劳断裂的萌生和扩展
    1.疲劳断裂的萌生
    在交变载荷的作用下 金属零件表面产生不均匀滑移，金属内的非金属夹杂物和应力集中等均可能产生裂纹核心。
    2.疲劳裂纹的扩展
    在没有应力集中的情况下，疲劳裂纹的扩展可分为两个阶段：
    第一阶段：在交变应力的作用下，裂纹从金属材料的表面上的滑移带，挤入槽或非金属夹杂物等处开始，沿着最大切应力方向的晶面向内扩展，速度慢。
    第二阶段：裂纹按第一阶段方式扩展一定距离后，将改变方向，沿着与正应力相垂直的方向扩展，速度快。 （3）疲劳过程
    滑移--微观裂纹产生--微观裂纹连接--宏观裂纹扩展--断裂失效
    （4）提高汽车零件抗疲劳断裂的方法：
    1.延缓疲劳裂纹萌生时间
    2.降低疲劳裂纹扩展的速率
    3.提高疲劳裂纹门槛值长度

  • 第14题：

    轴主要失效形式是疲劳断裂。


    正确答案:正确

  • 第15题：

    有关疲劳断裂下列说法正确的是（）。

    • A、疲劳断裂是低应力下的断裂
    • B、疲劳断裂与时间有关
    • C、疲劳断裂是与时间无关的失效方式
    • D、疲劳失效不受载荷历程的影响
    • E、发生塑性变形

    正确答案:A,B

  • 第16题：

    焊接结构的破坏的形式由塑性断裂、脆性断裂、疲劳断裂、螺变断裂等，其中工程结构和机器零件普遍而严重的失效形式是（）。


    正确答案:疲劳断裂

  • 第17题：

    齿轮失效的主要形式是（）。

    • A、疲劳断裂
    • B、疲劳磨损
    • C、疲劳破坏

    正确答案:A

  • 第18题：

    论述疲劳断裂及其失效机理。


    正确答案: 零件在交变应力作用下，经过较长时间工作而发生的断裂现象，称为疲劳断裂。金属零件疲劳断裂实质上是一个逐渐积累和发展的损伤过程，大体上可分为三个阶段，疲劳裂纹萌生阶段、裂纹扩展阶段和瞬时断裂失效阶段。
    （1）疲劳裂纹萌生阶段：可分为两种情况，一是金属内没有夹杂物和应力集中，二是金属内有夹杂物和应力集中。
    A.结构均匀的金属内部，在交变载荷应力作用一定循环后，产生硬化区进而出现局部损伤积累和空穴集聚，在各晶格内局部地区出现一个或几个相对滑移线（晶格扭曲）。随着疲劳的加剧，原有的滑移线的滑移量增大，又出现新的滑移线共同组成的滑移带（晶格变形）。滑移带随着疲劳的加剧而逐步加宽加深，在表面出现挤出带和挤入槽，形成疲劳核心区。
    B.金属内有夹杂物或应力集中的部位，在交变应力作用下直接产生不均匀滑移，最后形成疲劳裂纹核心。
    （2）疲劳裂纹扩展阶段：也可分为两种情况，一是没有应力集中的情况下，在交变应力作用下，裂纹从金属材料表面的滑移带，挤入槽等处开始，沿着最大切向应力方向的晶面向内扩展，这是裂纹扩展的第一阶段（沿晶阶段），该阶段裂纹扩展速率很慢。随着疲劳持续，裂纹按第一阶段方式扩展一定距离之后，将改变方向沿着与正应力相垂直的方向扩展，扩展途径是穿晶的，扩展速率较快（穿晶阶段），这是裂纹扩展的第二阶段。二是在疲劳核心形成之后，在有应力集中的情况下，则不出现第一阶段，而直接进入第二阶段。这两个阶段也分别称为微观裂纹扩展和宏观裂纹扩展阶段。
    （3）瞬时断裂失效阶段：当疲劳裂纹扩展到临界尺寸时，剩余截面上的真实应力超过材料强度，零件发生瞬时断裂。

  • 第19题：

    零件某个部分所承受的实际应力大于材料的屈服强度时发生塑性变形而引起的失效称为（）。

    • A、疲劳断裂失效
    • B、塑性断裂失效
    • C、屈服失效
    • D、弹性变形失效

    正确答案:C

  • 第20题：

    单选题
    齿轮失效的主要形式是（）。
    A

    疲劳断裂

    B

    疲劳磨损

    C

    疲劳破坏


    正确答案： C
    解析： 暂无解析

  • 第21题：

    问答题
    简述疲劳断裂定义及其失效机理。

    正确答案： 疲劳断裂：零件在交变应力的作用下，经过较长时间工作而发生的断裂现象。是危害性最大的一种失效方式。
    （1）疲劳断裂过程：滑移、裂纹成核、微观裂纹扩展、宏观裂纹扩展、最终断裂。
    （2）疲劳断裂的萌生和扩展
    1.疲劳断裂的萌生
    在交变载荷的作用下 金属零件表面产生不均匀滑移，金属内的非金属夹杂物和应力集中等均可能产生裂纹核心。
    2.疲劳裂纹的扩展
    在没有应力集中的情况下，疲劳裂纹的扩展可分为两个阶段：
    第一阶段：在交变应力的作用下，裂纹从金属材料的表面上的滑移带，挤入槽或非金属夹杂物等处开始，沿着最大切应力方向的晶面向内扩展，速度慢。
    第二阶段：裂纹按第一阶段方式扩展一定距离后，将改变方向，沿着与正应力相垂直的方向扩展，速度快。 （3）疲劳过程
    滑移--微观裂纹产生--微观裂纹连接--宏观裂纹扩展--断裂失效
    （4）提高汽车零件抗疲劳断裂的方法：
    1.延缓疲劳裂纹萌生时间
    2.降低疲劳裂纹扩展的速率
    3.提高疲劳裂纹门槛值长度
    解析： 暂无解析

  • 第22题：

    多选题
    冷镦模其凸模承受巨大的冲击压力和摩擦力，凹模承受冲胀力和摩擦力，因而最常见的失效形式是（）。
    A

    韧性断裂失效

    B

    疲劳断裂失效

    C

    脆性断裂失效

    D

    磨损失效

    E

    混晶断裂失效

    F

    腐蚀失效


    正确答案： C,D
    解析： 暂无解析

  • 第23题：

    多选题
    高温情况下，可能产生的主要破坏形式：（）
    A

    脆性断裂

    B

    屈服极限的高温失效

    C

    蠕变失效

    D

    疲劳断裂


    正确答案： A,C
    解析： 暂无解析

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