
【化】 fatigue analysis of attachment
connect; join; joint; juncture; link
【计】 bussing; catenation; connection; interfacing; join; linkage; linking
【化】 connection
【医】 connection; couple; coupling; union
【经】 link
【化】 analysis of fatigue
在机械工程领域,"连接的疲劳分析"(Fatigue Analysis of Joints)指对机械连接结构(如螺栓、铆钉、焊接点)在循环载荷作用下发生渐进性损伤直至失效的过程进行系统性评估。其核心目标是预测连接部位在交变应力下的疲劳寿命,防止因裂纹萌生与扩展导致的突发性破坏。以下是关键术语的汉英对照及技术解析:
连接(Joint)
指通过机械紧固件(螺栓、铆钉)或冶金结合(焊接、钎焊)形成的力传递结构。在航空、汽车等领域,螺栓连接(Bolted Joint)和焊接接头(Welded Joint)是最常见的疲劳分析对象。
疲劳分析(Fatigue Analysis)
基于材料S-N曲线(应力-寿命曲线)或断裂力学理论,量化结构在循环应力幅(Cyclic Stress Amplitude)下的耐久性。关键参数包括应力集中系数(Stress Concentration Factor, Kt)和累积损伤准则(如Miner's Rule)。
适用于高周疲劳(>10⁴循环次数),通过修正的Goodman图或Gerber方程评估平均应力影响。ISO 12107:2012标准规定了金属材料疲劳测试数据的统计处理方法。
针对低周疲劳(塑性变形主导),采用Coffin-Manson关系式:
$$ frac{Delta varepsilon}{2} = frac{sigma'_f}{E} (2N_f)^b + varepsilon'_f (2N_f)^c $$
其中 (Delta varepsilon) 为总应变幅,(N_f) 为失效循环数。
通过Paris公式预测裂纹扩展速率:
$$ frac{da}{dN} = C(Delta K)^m $$
(Delta K) 为应力强度因子幅值,ASTM E647规范了相关测试流程。
焊接接头的疲劳强度显著受焊趾几何形状(Weld Toe Geometry)影响。IIW(国际焊接学会)推荐使用FAT等级(如FAT 80)进行焊接结构疲劳设计。螺栓连接则需预紧力优化,避免因松动导致接触面微动磨损(Fretting Fatigue)。
系统阐述疲劳机理与分析方法。
压力容器焊接接头疲劳评估规范。
钢结构连接疲劳设计准则(EN 1993-1-9)。
注:为符合原则,内容综合了国际标准(ISO/ASTM/IIW)、经典学术著作及工程规范。因链接有效性限制,来源仅标注文献名称与标准编号,建议通过学术数据库或标准机构官网获取原文。
“连接的疲劳分析”是工程领域中针对机械连接部件(如螺栓、铆钉等)在循环载荷作用下的耐久性评估方法。以下从定义、机理、关键因素三方面进行解释:
基本定义
疲劳分析指研究材料或构件在循环应力/应变作用下产生累积损伤,最终导致裂纹扩展或断裂的过程。对于机械连接件,疲劳分析重点关注连接部位在反复载荷下的失效风险,例如螺栓在振动环境中可能发生的断裂。
失效机理
关键影响因素
|||
|---|---|
|设计因素|螺栓刚度(长螺栓或细杆设计可提升弹性)|
|载荷特性|循环次数、应力幅值、载荷波动频率|
|装配参数|预紧力不足会导致连接面分离,加剧交变应力|
|材料特性|疲劳极限(材料能承受无限次循环而不破坏的最大应力)|
工程应用建议:通过优化连接件弹性(如使用柔性螺栓)、提高预紧力、降低应力集中(改进螺纹设计)等手段可显著提升抗疲劳性能。实际分析中常结合S-N曲线(应力-寿命曲线)进行寿命预测。
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