疲劳破坏是由于裂纹的不断扩展引起的,因此应力循环中不出现拉应力的部位一般不会发生疲劳破坏。
循环次数与疲劳寿命
连续反复荷载作用的循环次数称为疲劳寿命,
一般用N表示。应力循环次数愈少,产生疲劳破坏的应力幅愈大,疲劳强度愈高。当应力循环次数少到一定程度,就不会产生疲劳破坏。因此,钢结构设计规范规定,承受动力荷载重复作用的钢结构构件(如吊车梁、吊车和架、工作平台梁等)及其连接,当应力循环次数大于或等于5xl♂次时,才应进行疲劳计算;反之,应力循环次数愈多,产生疲劳破坏的应力幅要愈小,疲劳强度愈低。但当应力幅小到)定程度,不管循环多少次都不会产生疲劳破坏,这个应力幅称为疲劳强度极限,简称疲劳极限。
应力集中
应力集中是影响疲劳性能的重要因素。应力集中越严重,钢材越容易发生疲劳破坏。
应力集中的程度由构造细节所决定,包括微小缺陷,孔洞、缺口、凹槽及截面的厚度和宽度是否有变化等,对焊接结构表现为零件之间相互连接的方式和焊缝的形式。因此,对于相同的连接形式,构造细节的处理不同,也会对疲劳强度有较大的影响。
研究表明,钢材强度对疲劳性能无显著影响,因此,当构件或连接的承载力由疲劳强度起控制作用时,采用高强度钢材往往不能发挥作用。
冶炼制成一种耐大气腐蚀的钢材,称为耐候钢。在大气环境下,耐候钢表面会自动生成一种致密的防腐薄膜,起到抗腐蚀作用,这种钢材适用于露天的钢结构。