专题四 金属材料的疲劳现象（课件)-浙江省职教高考《金属加工基础》机工版-讲练测

专题四.金属材料的疲劳现象 《金属加工基础》（机工社） 专题复习讲练测 一.考纲解读 二.知识点梳理和重点概念复习 三.真题或常考题讲解 四.课内练习及讲评 五.内容归纳小结 一.考纲/教学要求 二.知识点梳理和重点概念复习 三.真题讲解 四.高考链接 五.内容归纳小结 目录 考纲/教学要求 一 常见考点： 1. 疲劳现象的定义：理解疲劳现象是指在受到交变应力作用下，材料在应力水平远低于其静态强度时，逐渐发生累积性破坏的现象。 2. 疲劳强度：掌握疲劳强度的概念，即金属在一定循环次数下受到交变应力导致断裂的极限应力。了解影响疲劳强度的因素，如材料的性质、表面质量、应力水平等。 3. 金属发生疲劳断裂的主要特征：熟悉金属在疲劳作用下的主要特征，包括疲劳裂纹的起始、扩展和最终破坏，裂纹形貌和特征。 4. 疲劳寿命预测：了解如何进行疲劳寿命的预测，包括应力循环数、疲劳寿命曲线、S-N曲线等内容。 考纲/教学要求 一 考试要求： 1.理解疲劳现象的基本原理，能够解释金属材料发生疲劳破坏的原因和特点。 2. 掌握计算疲劳强度的方法，了解影响疲劳强度的因素。 3. 能够描述金属材料在疲劳作用下的裂纹形貌和特征。 4.理解金属在疲劳断裂过程中的裂纹形貌、形成机制以及不同金属在疲劳断裂表现上的差异对于预防和控制疲劳断裂至关重要 考纲/教学要求 一 易考题型： 填空题：理解疲劳现象的基本原理，能够解释金属材料发生疲劳破坏的原因和特点。 简答题：金属发生疲劳断裂的主要特征。掌握计算疲劳强度的方法，了解影响疲劳强度的因素。 应用题：能够描述金属材料在疲劳作用下的裂纹形貌和特征。 考纲/教学要求 一 知识点思维导图 知识点梳理 二 知识点梳理： 1.疲劳现象 轴、齿轮、连杆、弹簧等金属零件是在循环应力的作用下工作的。循环应力是指应力的大小、方向都随时间发生周期性变化的应力。金属零件在循环应力作用下，在一处或几处产生局部永久性累积损伤，经一定循环次数后产生裂纹或突然发生完全断裂的过程，称为疲劳(或称疲劳断裂)。 2.金属发生疲劳断裂的主要特征 1)零件工作时承受的实际循环应力值通常低于制作金属材料的屈服强度或规定残余延伸强度，但是零件在这种循环应力的作用下，经过一定时间的工作后会发生突然断裂。 2) 金属材料疲劳断裂时不产生明显的塑性变形，断裂是突然发生的。 知识点梳理 二 知识点梳理： 3) 疲劳断裂首先是在零件的应力集中局部区域产生的，先形成微小的裂纹核心，即微裂源。随后在循环应力的作用下，微小裂纹不断扩展长大，形成扩展区。由于微小裂纹不断扩展，使零件的有效工作面积逐渐减小，因此，零件所受应力不断增加，当应力超过金属材料的断裂强度时，则突然发生疲劳断裂，形成最后的瞬断区。因此，金属材料的疲劳断裂断口一般由微裂源、扩展区和瞬断区三部分组成。 3.疲劳强度 金属材料所受循环应力与循环次数之间的关系，可用-N 曲线表示。当金属材料所受循环应力 低于某一数值时，曲线与横坐标几乎平行，表示金属材料可经受无限多次循环应力作用而不断裂，这一应力值称为金属材料的疲劳强度。由于零件不可相能承受无限次循环应力的作用，因此在工程实践中一般是求疲劳极限，即对应于指定的循环基数 下的中值疲劳强度。 知识点梳理 二 知识点梳理： 4.研究表明，疲劳断裂一般是由金属材料内部的气孔、疏松、夹杂、表面划痕、缺口应力集中等引起的。因此，改善金属材料的内部组织，减小应力集中，减小零件表面粗糙度值等，可提高零件的疲劳强度。例如，对零件表面进行表面强化(如喷丸、滚压、内孔挤压、表面淬火、表面化学热处理等) 可改变零件表层的残留应力分布状态，从而提高零件的疲劳强度。 真题讲解 三 1.关于金属材料的疲劳现象，以下哪个说法是正确的？ A. 疲劳现象是金属在受到静态应力作用下发生破裂现象。 B. 疲劳现象是金属在受到交变循环应力作用下发生破裂现象。 C. 疲劳现象是金属在处于高温环境下发生破裂现象。 D. 疲劳现象是金属在受到化学腐蚀作用下发生破裂现象。 解析：B。疲劳现象是金属在受到交变循环应力作用下发生破裂现象。 选择题 真题讲解 三 2.金属材料的疲劳强度是指？ A. 材料在静态加载下的最大应力。 B. 材料在动态加载下的最大应力。 C. 材料在疲劳加载下的最大应力。 D. 材料在冲击加载下的最大应力。 解析：C。疲劳强度是指材料在疲劳加载下的最大应力。 选择题 真题讲解 三 3.金属发生疲劳断裂的主要特征是？ A. 晶粒扩散引起的裂纹。 B. 晶界断裂。 C. 晶粒疲劳风化。 D. 晶粒再结晶。 解析：B。金属发生疲劳断裂的主要特征是晶界断裂。 选择题 真题讲解 三 4.以下哪种情况会影响金