本文標題："組合式結構或復雜零件設計,擦痕檢測金相顯微鏡"

組合式結構或復雜零件設計,擦痕檢測金相顯微鏡

大多數有經驗的設計人員已充分認識到，截面和具體結構的
急劇變化會引起微動磨損，應予避免。他們已設計成功了許多非
常復雜的機器，已經知道，如果發生破壞，問題往往是總的功能
要求能充分得到滿足，但由于不注意與整個設備顯然沒有直接關
系的一個零件而造成全部毀壞。

    但是，應當指出，即使零件設計得令人滿意，由于制造方法
不合格，例如在承受高應力的零件上留有刀痕和圖上所示的很勻
稱的過渡圓角半徑未在成品上反映出來，它也會在使用中發生破
壞(設計人員沒有任何責任)。此外，隨后進行檢驗時，往往只注
意尺寸和功能，而未慎重考慮其疲勞強度是否有可能因存在看起

來不重要的誤差而降低，就讓零件投入使用。但是，應當注
意，由于組合式結構或復雜零件的疲勞強度大大低于同材料
普通拋光試樣的疲勞強度，因此無意造成的應力集中源例如擦痕
或了刀痕不會對這類零件有這種不利影響。

所用的材料強度愈高，細節設計問題愈顯得重要，特別是當
高強度材料的附加成本只有靠有效地利用材料來證明合算時尤其
重要。例如，碳鋼和低合金鋼中疲勞裂紋的生長特性與鋼的靜強
度無關，即高強度鋼和普通軟鋼中疲勞裂紋的生長特性是相同的。
因此，軟鋼零件可以設計成具有不良的突變截面(即不準備作彈
性應力分析，而僅將名義應力限制得很低，憑經驗可知這樣的低
應力能做到安全設計)，但由于一般設計應力很低，因此在零件
使用壽命期間尖角處產生的任何疲勞裂紋都不會生長到引起突然
破壞。如果在零件的整個壽命期內未測出這些裂紋，則設計人員
就有理由認為他的設計是良好的，于是可得出結論：無論如何，
在軟鋼中存在尖角并無嚴重的不利影響。但是，如果現將零件上的
載荷增加到原先工作載荷的兩倍，而且空間地位不允許增加尺寸，
則僅用抗拉強度(或普通疲勞極限)為原來軟鋼兩倍的鋼來制造
同樣形狀的零件，不一定能做到安全設計。這是因為，這時在尖
角處形成的任何裂紋都承受加倍的名義應力級，而它們會很快地
生長到引起突然破壞，因為高強度鋼的裂紋擴展特性與軟鋼差不
多。保證在零件的使用壽命期間不論載荷作用次數多少，零件都
不發生斷裂的唯一方法是：進行一整套彈性應力分析，并保證在
任何局部不連續點的工作應力不超過材料的普通疲勞極限。

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