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疲劳破坏


龟裂的说明及形成过程

照片:疲劳破坏

在实际使用状态下成形品(原料)反复承受负荷,经过一定的反复承受负荷之后, 远远小于静态屈服应力的负荷致发生破坏(龟裂)。

这种现象被称为原料的疲劳现象,破坏被称为疲劳破坏。断口呈现疲劳特有的贝壳纹。

直接影响破坏的应力主要是剪应力,造成原料之间产生滑动,形成无数的小破坏区后发生破损,呈现贝壳纹。

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发生疲劳破坏的部件、部位

  • 键盘用品、各种操作盘开关部位的树脂弹簧部位
  • 装卸式滑入配合(snap fit)
  • 净水器等水压容器及气压容器
  • 其它反复承受负荷的所有部位

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提高耐疲劳性的解决方法

  • 对于树脂的弹簧部位和滑入配合(snap fit),考虑到弹性特性(弹力)及流动性等要素,力图达到薄形化。
  • 由于耐疲劳性与应力值有关,所以减少负荷或者从结构上(设计上)分散负荷可以降低发生应力。
  • 为了防止发生作为疲劳破坏起点的龟裂,可以采取以下措施:
    1. 采取措施避免应力集中。例如∶设计适当的圆弧半径R
    2. 增加成形品表面的平滑性
    3. 将应力值较高的肋线顶端的边缘部位改为圆形
  • 由于对树脂具有侵蚀性的油类、清洁剂及其它药品的附着将会严重损坏树脂的耐疲劳性,故此请避免附着上述物质。
  • 由于熔合部位容易成为发生疲劳破坏的起点,因此在反复承受荷重的部位不进行熔合。为此,应设计适当的流道浇口。
  • 使用具有较好的耐疲劳性的材料。

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疲劳实验


照片:疲劳实验

实验规格: ASTM D671-63T B法 (悬臂弯曲、定负荷方式)
实验条件、实验试片、请参阅右图。
反复速度: 1,800 回/min.
负荷(应力)通常为14.7~29.4N (13.3~26.6MPa)
实验温度∶23度
使用实验仪∶东洋精机公司生产的 B-50型(容量为490N)


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仪器工作原理、实验方法

照片:仪器工作原理、实验方法

 通过马达使不对称质量进行旋转,在回转轴上离心力发生作用。 H由于离心力造成的水平方向的振动受到簧片的限制,实验试片只承受垂直方向的振动负荷。  实验试片上发生的应力(或者被施加的负荷)随着不对称质量的旋转半径的变化而变化。
本实验仪器的应力是一定的,振幅是不一定的(随着实验试片的弹性率而发生变化)。
本实验仪器的应力是一定的,振幅是不一定的(随着实验试片的弹性率而发生变化)。 本实验测试不同应力(负荷)下实验试片发生疲劳破坏时的振动次数。Y轴为应力,X轴为反复次数,制作坐标图。

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成形品龟裂
成形不良
耐候劣化
涂装不良