疲勞破壞是由于裂紋的不斷擴展引起的,因此應力循環中不出現拉應力的部位一般不會發生疲勞破壞。
循環次數與疲勞壽命
連續反復荷載作用的循環次數稱為疲勞壽命,
一般用N表示。應力循環次數愈少,產生疲勞破壞的應力幅愈大,疲勞強度愈高。當應力循環次數少到一定程度,就不會產生疲勞破壞。因此,鋼結構設計規范規定,承受動力荷載重復作用的鋼結構構件(如吊車梁、吊車和架、工作平臺梁等)及其連接,當應力循環次數大于或等于5xl♂次時,才應進行疲勞計算;反之,應力循環次數愈多,產生疲勞破壞的應力幅要愈小,疲勞強度愈低。但當應力幅小到)定程度,不管循環多少次都不會產生疲勞破壞,這個應力幅稱為疲勞強度極限,簡稱疲勞極限。
應力集中
應力集中是影響疲勞性能的重要因素。應力集中越嚴重,鋼材越容易發生疲勞破壞。
應力集中的程度由構造細節所決定,包括微小缺陷,孔洞、缺口、凹槽及截面的厚度和寬度是否有變化等,對焊接結構表現為零件之間相互連接的方式和焊縫的形式。因此,對于相同的連接形式,構造細節的處理不同,也會對疲勞強度有較大的影響。
研究表明,鋼材強度對疲勞性能無顯著影響,因此,當構件或連接的承載力由疲勞強度起控制作用時,采用高強度鋼材往往不能發揮作用。
冶煉制成一種耐大氣腐蝕的鋼材,稱為耐候鋼。在大氣環境下,耐候鋼表面會自動生成一種致密的防腐薄膜,起到抗腐蝕作用,這種鋼材適用于露天的鋼結構。