3.1.2 斷裂失效
斷裂是產品或零部件在外力作用下導致裂紋形成并擴展使其分離為互不相連的兩個或者兩個以上部分的現象。圖3-5為連桿上的兩件側耳斷裂,連桿因斷裂失效而分成三部分。
圖3-1 受到擠壓斷裂的板簧
圖3-2 輪齒塑性畸變失效
圖3-3 緊固件彎曲變形
圖3-4 水冷壁管蠕變失效
圖3-5 連桿上的兩件側耳斷裂
產品或零部件可能在制造、成形和使用的不同階段、不同條件下萌生裂紋,并受不同環境因素及承載狀態的影響而使裂紋擴展直至斷裂,因此斷裂也有各種不同的失效類型。
產品或零部件斷裂后,在斷裂部位都有匹配的兩個或者多個斷裂表面,稱為斷口,斷口及其周圍也會留下與斷裂過程密切相關的信息。通過斷口分析可以判斷斷裂的類型、斷裂過程的機理,以此為依據,可以分析斷裂的原因并提出預防措施。
產品或零部件內部產生裂紋也屬于材料斷裂范疇,只要把裂紋打開,也可按照斷裂失效進行研究。例如,重載汽車上的連接板構件,使用過程中開裂,形貌如圖3-6所示,開啟裂紋后斷面上可以觀察到裂紋擴展條紋,如圖3-7所示。
圖3-6 有裂紋的連接板
圖3-7 開啟裂紋后的斷口