當機械元件運轉時由於機械振動與熱應力等多項因素,負荷之振幅往往並 非等振幅或是任意振幅。在機械零件或結構件上,常藉由銷(pin)作動力 傳送或零件結合,例如萬向接頭、汽車引擎中的曲柄軸等。由於研究兩階 段累積疲勞的行為是研究機械元件承受變動負荷累積疲勞的基礎,本文是 探討以銷為動力傳送之具套筒試桿的累積疲勞研究。本文是利用 Instron 1322 型軸向-扭轉伺服液壓動態試驗系統,配合各式附屬設備, 對目前工業界廣泛使用的 JIS S45C 中碳鋼,在室溫之下對具有銷孔的試 桿,進行雙軸向低週次累積疲勞實驗,研究銷孔效應對雙軸向低週次累積 疲勞實驗的影響,並以 Miner's rule 、雙線性破壞理論(DLDR)、損害曲 線方法(DCA)來預測其殘餘壽命。由實驗結果的分析發現,試桿的斷裂面 有三種破壞型式。第一種為純拉破壞型,第二種為純扭破壞型,第三種為 純拉及純扭混合破壞型。在同向累積疲勞的實驗,都是屬於前兩種破壞型 式,且破壞的累積接近線性,以 Miner's rule 預測其殘餘壽命的結果其 誤差可在±0.3 以內,某些實驗以雙線性破壞理論預測的結果比 Miner' s rule 佳。異向累積疲勞的實驗方面,因為實驗過程中銷直接作用在圓 孔附近,造成圓孔附近產生應力硬化的效應,使異向累積疲勞的殘餘壽命 較為複雜。應力硬化的現象會提高試桿的殘餘壽命。異向累積疲勞實驗結 果,週次比的和只有一種情形小於 1,如果應力硬化的效應過大,則本文 所使用的三種預測方法,無法對殘餘壽命作合理預測。
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