金属疲劳是金属失效中最微妙的一种，也是最危险的一种。虽然金属的失效可能发生在过大的拉伸载荷、剪切载荷和冲击载荷下，但金属疲劳是一种直到为时已晚才会被注意到的破坏类型。

什么是金属疲劳？

当金属零件由于反复的应力而减弱时，就会发生金属疲劳。金属疲劳有三个阶段：

第一阶段：在一定的载荷循环后，金属在疲劳过程中开始形成微裂纹。微裂纹倾向于围绕应力集中的几何特征(如边缘)形成.产生这些微裂纹所需的应力实际上可能小于金属的极限抗拉强度和屈服抗拉强度。

第二阶段：这些微裂纹继续受到循环荷载的作用，导致它们的尺寸增大。

第三阶段：最终，扩大的微裂纹达到足够大的应力足以导致快速裂纹扩展，导致金属失效。由于金属类型和金属抗拉强度的不同，裂纹表面的外观也会有所不同。

金属疲劳强度

为了阻止金属疲劳失效，了解金属的特性如何影响其抗疲劳能力是很重要的。其中最明显和最重要的是金属的疲劳强度。疲劳强度是通过疲劳试验来测量的，这是一组通过一定应力水平的反复循环对确定尺寸和形状的材料试样进行评定的方法。这是为许多应力水平，并绘制了一个图表，突出了多少次循环，在给定的应力水平，一个材料可以承受不断裂。了解金属的疲劳强度对于避免金属疲劳失效是非常重要的。

金属疲劳失效风险的常见应用

所有应用都应考虑金属疲劳。然而，有几个部件和结构特别有可能发生金属疲劳失效。其中一些例子包括：

桥梁、汽车悬挂设备、金属冲压设备、飞机机身部件、高振动部件、家具如何防止金属疲劳

金属疲劳是一种通过适当的工程考虑可以减轻或完全避免的现象。防止金属疲劳的关键方法之一是对构件或结构设计进行软件疲劳分析。通过每次运行分析和迭代设计过程，可以避免金属失效。例如，软件分析可以揭示一个承受大量疲劳载荷的区域。如果这是一个几何学特征，如一个洞，这个洞可能会被移动到其他地方。此外，重新设计可以将应力集中在一个不太容易发生金属疲劳破坏的领域。

另一种防止金属疲劳的方法是通过适当的材料选择。不同材料具有不同的疲劳强度。例如，钢通常能承受比铝更高的应力循环。通过确定材料的疲劳强度并评估其与应用的匹配程度，可以避免金属的疲劳失效。

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