多次沖擊的方法和原理

工程中有許多機件是在多次沖擊載荷下工作的。典型的例子如鑿巖機活塞、釬尾、釬桿、鍛錘桿、鍛模等。雖然多次沖擊的研究迄今已有七十多年的歷史，但和其它類型的疲勞研究相比，工作做得并不算多。這是因為長期以來人們對它的作用和地位存在著不同的看法。這方面的研究工作開始于1959年，迄今也存在不同看法。由于多次沖擊不同于一次沖擊，兩者本質不同，因此不能用一次沖擊吸收功的高低來作為評定經受多次沖擊載荷零件的選材依據，這種看法比較容易為人們接受。而多次沖擊與疲勞的異同，則是人們關心的所在，因為看法分歧多源于此。（主要是日本）20世紀60年代以后在這方面進行了大量工作。由于采用了動態(tài)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，使這方面的工作有了較大進展，從而為深入了解多沖的實質、多沖與疲勞的差異提供了新的途徑。

多沖與疲勞相比有其相同之處。例如，當把多沖試驗結果用σ-Nf曲線表示時，符合Coffin-Manson規(guī)律。多沖與疲勞的破壞過程相同。電子顯微鏡斷口分析表明，它們有著相同的破壞機制。因此應該說，多沖屬于疲勞范疇。多沖實質上相當于沖擊疲勞過負荷持久值的范圍，因此，多沖抗力反映了材料dui沖擊疲勞的過載抗力。

但是，多次沖擊載荷也有其自身的特點：①沖擊載荷的特性表現為應力在材料內部以波的形式高速傳播。對于鋼鐵材料，彈性波的傳播速度約為5000m/s，因此，對于有限尺寸的零件，這種波很快便可到達其表面，一部分成為透射波，穿出零件表面；一部分成為反射波，并在物體內產生疊加現象，形成很復雜的應力，對多次沖擊載荷下零件的壽命產生重大影響。②材料在多沖載荷作用下有明顯不同于普通疲勞的尺寸（體積）效應。缺口效應也比普通疲勞大。③材料在多沖載荷下要發(fā)生一些*的組織和性能變化，如彈性模量、彈性滯后環(huán)、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于一般低周疲勞的變化。鑒于多沖載荷的上述特點，就使得材料在多沖載荷下的行為和疲勞行為存在差異，同時也導致了研究這些行為的復雜性。

目前還沒有統(tǒng)一表示多沖抗力的方法，一般用某種沖擊能量A下的沖斷周次N或用要求的沖擊工作壽命N時的沖斷能量A來表示試樣的多沖抗力。