多次衝擊的方法和原理

工程中有許多機件是在多次衝(chong) 擊載荷下工作的。典型的例子如鑿岩機活塞、釺尾、釺杆、鍛錘杆、鍛模等。雖然多次衝(chong) 擊的研究迄今已有七十多年的曆史，但和其它類型的疲勞研究相比，工作做得並不算多。這是因為(wei) 長期以來人們(men) 對它的作用和地位存在著不同的看法。這方麵的研究工作開始於(yu) 1959年，迄今也存在不同看法。由於(yu) 多次衝(chong) 擊不同於(yu) 一次衝(chong) 擊，兩(liang) 者本質不同，因此不能用一次衝(chong) 擊吸收功的高低來作為(wei) 評定經受多次衝(chong) 擊載荷零件的選材依據，這種看法比較容易為(wei) 人們(men) 接受。而多次衝(chong) 擊與(yu) 疲勞的異同，則是人們(men) 關(guan) 心的所在，因為(wei) 看法分歧多源於(yu) 此。（主要是日本）20世紀60年代以後在這方麵進行了大量工作。由於(yu) 采用了動態應力應變測定，運用了斷裂力學和電子顯微鏡斷口等分析研究方法，使這方麵的工作有了較大進展，從(cong) 而為(wei) 深入了解多衝(chong) 的實質、多衝(chong) 與(yu) 疲勞的差異提供了新的途徑。

多衝(chong) 與(yu) 疲勞相比有其相同之處。例如，當把多衝(chong) 試驗結果用σ-Nf曲線表示時，符合Coffin-Manson規律。多衝(chong) 與(yu) 疲勞的破壞過程相同。電子顯微鏡斷口分析表明，它們(men) 有著相同的破壞機製。因此應該說，多衝(chong) 屬於(yu) 疲勞範疇。多衝(chong) 實質上相當於(yu) 衝(chong) 擊疲勞過負荷持久值的範圍，因此，多衝(chong) 抗力反映了材料dui衝(chong) 擊疲勞的過載抗力。

但是，多次衝(chong) 擊載荷也有其自身的特點：①衝(chong) 擊載荷的特性表現為(wei) 應力在材料內(nei) 部以波的形式高速傳(chuan) 播。對於(yu) 鋼鐵材料，彈性波的傳(chuan) 播速度約為(wei) 5000m/s，因此，對於(yu) 有限尺寸的零件，這種波很快便可到達其表麵，一部分成為(wei) 透射波，穿出零件表麵；一部分成為(wei) 反射波，並在物體(ti) 內(nei) 產(chan) 生疊加現象，形成很複雜的應力，對多次衝(chong) 擊載荷下零件的壽命產(chan) 生重大影響。②材料在多衝(chong) 載荷作用下有明顯不同於(yu) 普通疲勞的尺寸（體(ti) 積）效應。缺口效應也比普通疲勞大。③材料在多衝(chong) 載荷下要發生一些*的組織和性能變化，如彈性模量、彈性滯後環、屈服極限、應變硬化指數以及Bausch-inger效應等在程度上甚至性質上出現有別於(yu) 一般低周疲勞的變化。鑒於(yu) 多衝(chong) 載荷的上述特點，就使得材料在多衝(chong) 載荷下的行為(wei) 和疲勞行為(wei) 存在差異，同時也導致了研究這些行為(wei) 的複雜性。

目前還沒有統一表示多衝(chong) 抗力的方法，一般用某種衝(chong) 擊能量A下的衝(chong) 斷周次N或用要求的衝(chong) 擊工作壽命N時的衝(chong) 斷能量A來表示試樣的多衝(chong) 抗力。