浅论金属材料疲劳断裂的原因及危害
金属材料的疲劳断裂机理解析
金属材料的疲劳断裂机理解析疲劳断裂是一种金属材料在受到反复加载后，由于应力集中作用而在载荷作用下出现的断裂现象。
在工程应用中，经常会受到相反方向的交替载荷的作用，这样会引起疲劳断裂问题。
因此，了解金属材料的疲劳断裂机理对于确保工程结构的安全可靠性至关重要。
疲劳断裂机理的研究历史可以追溯到20世纪初期，最初是在航空领域进行的。
人们开始注意到，航空器上的零件由于反复加载而发生疲劳断裂，如轴、桁架、螺栓等零部件。
在研究中，人们发现疲劳断裂与材料中的微观缺陷有关。
这些缺陷可以是材料内的夹杂、异相、孔洞、裂纹等，也可以是表面上的裂纹、腐蚀痕迹等。
对于金属材料疲劳断裂机理的研究，人们通常采用线应力范围S-N曲线进行实验研究。
这种曲线是将载荷幅值S和疲劳寿命N 以双对数坐标轴上绘制，研究者根据实验结果绘制不同应力幅值下的S-N曲线。
在这种曲线上可以找到最小疲劳强度极限，也就是金属可以承受多少次疲劳循环，最终导致疲劳断裂。
线应力范围S-N曲线的研究是设计金属零部件的必要环节之一，只有在了解材料特性中的疲劳强度极限和影响因素之后，才能够准确地进行零部件的设计。
在实际的工程应用中，疲劳断裂机理是多种多样的。
因此，根据组织结构不同，疲劳断裂机理也有所不同。
下面我们对金属材料的疲劳断裂机理进行详细分析：1. 基体内夹杂贡献金属材料中的夹杂是人工制备和自然形成的，包括铁锈、铝夹杂、夹杂物等。
这些夹杂在载荷作用下可以引起应力集中作用，从而在周围材料中形成一个高应力集中区域。
当这个区域受到一定数量的冲击时，就会导致夹杂物内部的微裂纹增长。
这些微裂纹随着载荷的增加而逐渐扩展，最终导致疲劳断裂。
2. 不均匀形变贡献金属材料在受到载荷作用时，所受到的变形十分不均匀。
在材料中，往往存在一些应力集中区域，这些区域所受到的变形也会比周围的区域更大。
这种不均匀形变会导致表面裂纹、夹杂物等缺陷的内部发生更多的塑性变形，因此这些缺陷的情况也会随着时间的推移变得更加严重。
金属材料疲劳破坏的机理
一、名词解释1、交变应力：构件中一点应力随着时间变化而变化时，这种应力称为“交变应力”；2、疲劳：在交变应力作用下发生的破坏现象，称为“疲劳失效”或“疲劳破坏”，简称“疲劳”。
疲劳失效与静载作用下的强度失效，有着本质上的差别。
在交变应力作用下，材料的强度性能则不仅与材料有关，而且与应力变化情况、构件的形状和尺寸，以及表面加工质量等因素有着很大关系。
二、疲劳破坏特点1、破坏应力值远低于材料在静载下的强度指标。
2、构件在确定的应力水平下发生疲劳破坏需要一个过程，即需要一定量的应力交变次数。
3、构件在破坏前和破坏时都没有明显的塑性变形，即使在静载下塑性很的材料，也特呈现脆性断裂。
4、同一疲劳破坏断口，一般都明显的两个区域：光滑区域和颗粒区域。
三、疲劳破坏原因以多晶体金属为例，它由很多强弱不等的晶粒所组成，在晶粒边界上或夹杂物处，强度更弱。
在外力作用下，受力较大或强度较弱的晶粒以及晶粒边界上将出现错动的滑移带。
随着应力变化次数的增加，滑移加剧，滑移带变宽，最后沿滑移带裂开，形成裂纹。
这些最初形成的微裂大都是疲劳破坏的发源区，称为“疲劳源”。
再经过若干次应力交变之后，宏观裂纹继续扩展，致使构件截面削弱，类似在构件上作成尖锐的“切口”。
结果，在很低的名义应力（不考虑应力集中时算得的应力），水平下，构件便发生破坏。
裂纹的生成和扩展是一个复杂的过程，它与构件的外形、尺寸、应力交变的类型，以及构件所处的介质等因素有很大关系。
1、应力集中对疲劳极限的影响在构件上截面突变处，如阶梯轴的过渡段、开孔、切槽等处，会产生应力集中现象，即在这些局部区域内，应力有可能达到很高数值。
2、构件尺寸对疲劳极限的影响构件尺寸对疲劳极限有着明显的影响，这是疲劳强度问题与静载强度问题的重要差别之一。
实验结果表明，当构件横截面上的应力非均匀颁布时，构件尺寸越大，疲劳极限越低。
3、构件表面加工质量对疲劳极限的影响粗糙的机械加工，会在构件表面形成深浅不同的刻痕，这些刻痕本身就是初始裂纹。
金属材料疲劳
金属材料疲劳金属材料疲劳是指金属在受到循环应力作用下，随着时间的推移逐渐产生裂纹并最终破坏的现象。
疲劳是金属材料的一种重要破坏形式，也是工程实践中不可忽视的问题。
本文将从金属材料疲劳的基本原理、影响因素以及预防措施等方面进行探讨。
首先，金属材料疲劳的基本原理是由于金属在受到交变应力作用下，其晶格结构发生变化，从而引起金属内部的微观损伤，最终导致裂纹的生成和扩展。
这种微观损伤主要包括位错的运动和集聚、晶界的滑移和变形等。
随着循环载荷的不断作用，这些微观损伤逐渐积累，最终导致金属材料的疲劳破坏。
其次，金属材料疲劳受到许多影响因素的制约。
首先是应力水平的大小，循环载荷的幅值越大，金属材料的疲劳寿命就越短。
其次是应力的频率，循环载荷的频率越高，金属材料的疲劳寿命也越短。
此外，温度、环境介质、金属材料的组织结构等因素也会对金属材料的疲劳性能产生重要影响。
为了预防金属材料的疲劳破坏，可以采取一系列的措施。
首先是对金属材料进行合理的设计，尽量避免应力集中和裂纹的敏感区域。
其次是对金属材料进行表面处理，提高其抗疲劳性能。
此外，可以采用合适的工艺控制和热处理手段，提高金属材料的抗疲劳性能。
另外，科学合理地进行应力分析和寿命预测，也是预防金属材料疲劳破坏的重要手段。
总之，金属材料疲劳是一种普遍存在的现象，对于工程实践具有重要的影响。
了解金属材料疲劳的基本原理和影响因素，采取有效的预防措施，对于延长金属材料的使用寿命，提高工程结构的安全性具有重要意义。
因此，我们应该加强对金属材料疲劳的研究和应用，不断提高金属材料的抗疲劳性能，为工程实践提供更加可靠的保障。
通过对金属材料疲劳的基本原理、影响因素和预防措施的探讨，我们可以更加深入地了解金属材料疲劳的本质，为工程实践提供更加可靠的保障。
希望本文能够对相关领域的研究和实践工作有所帮助，推动金属材料疲劳领域的进一步发展。
材料的疲劳和断裂行为
材料的疲劳和断裂行为疲劳和断裂是材料工程中的重要研究领域。
疲劳是指材料在经历了重复加载或应力变化后，由于内部微观缺陷逐渐积累，最终导致材料的失效。
而断裂则是指材料在承受高应力或者外力集中作用下发生裂纹扩展的现象。
本文将深入探讨材料的疲劳和断裂行为，并分析其机理和影响因素。
一、疲劳行为材料的疲劳行为广泛存在于我们生活和工作的各个领域。
例如，金属材料在机械工程中的零部件、桥梁结构和飞机构件等地方，由于长期受到复杂的力学载荷，易出现疲劳失效。
疲劳失效不仅会给工程的安全性和可靠性带来威胁，也会增加维修和更换的成本。
1. 疲劳断裂机理在受疲劳加载作用下，材料内部的微观缺陷会逐渐积累导致裂纹的形成和扩展。
这些微观缺陷包括晶界、夹杂物、夹层、腐蚀坑等。
当应力斑马纹通过这些缺陷时，会导致位错的生成和扩展，从而引起材料的疲劳断裂。
2. 疲劳寿命与应力幅关系材料的疲劳寿命与应力幅之间存在一定的关系。
应力幅越大，疲劳寿命越短；应力幅越小，疲劳寿命越长。
这是由于应力幅增加会导致材料内部位错、裂纹等缺陷的生成和扩展速度增加，从而缩短了材料的使用寿命。
3. 影响疲劳行为的因素除了应力幅外，疲劳行为还受到多种因素的影响。
其中包括材料的力学性能、表面质量、温度、湿度、载荷频率、环境介质等。
材料的力学性能如强度、韧性、硬度等，对材料的疲劳行为具有重要影响。
同时，表面质量的好坏、温度和湿度的变化也会引起材料内部微观缺陷的形成和扩展。
二、断裂行为除了疲劳行为外，材料的断裂行为也是值得重视的。
断裂指的是材料在受到高应力或者外力集中作用下发生裂纹扩展的现象。
在工程实践中，为了减缓断裂失效对工程结构和设备造成的危害，需要对材料的断裂行为进行深入研究。
1. 断裂机理材料的断裂机理可以分为静态断裂和动态裂纹扩展两个阶段。
静态断裂是指在裂纹形成之前，材料的应力集中到达临界值，导致断裂开始。
而动态裂纹扩展则是指裂纹在外力作用下迅速扩展，直到材料完全失效。
金属材料疲劳断裂机理分析
金属材料疲劳断裂机理分析一、引言金属材料常见的失效形式之一是疲劳断裂，而疲劳断裂机理的分析对于提高金属材料的使用寿命具有重要意义。
本文将对金属材料疲劳断裂机理进行详细分析。
二、金属材料的疲劳断裂1. 疲劳断裂的概念疲劳断裂是材料受到循环或重复应力作用后，出现裂纹并扩展，最终导致材料破坏的一种失效形式。
2. 疲劳断裂的特点（1）与静态断裂不同，疲劳断裂通常在应力水平低于静态破坏强度时出现。
（2）疲劳断裂往往发生在金属材料受到循环应力或者滞后循环应力的情况下。
（3）疲劳断裂是一个逐渐形成的过程，通常由细小的裂纹开始，然后扩展到整个截面并导致材料断裂。
3. 疲劳断裂的影响因素（1）应力幅值对于金属材料疲劳断裂的影响很大。
一般来说，应力幅值越大，疲劳断裂的损伤就越严重。
（2）材料的力学性质对于疲劳断裂也有很大的影响。
通常来说，强度越高的材料越难发生疲劳断裂，但是当强度相同时，材料的硬度越高，就越容易疲劳断裂。
（3）疲劳断裂还受到持续时间、温度、材料的化学成分和缺陷的影响。
4. 疲劳断裂的分类根据裂纹的扩展速率和应力比，疲劳断裂可以分为以下几类：（1）低周疲劳断裂：在循环应力下，材料的裂纹扩展速率很慢，往往需要上百万以上次循环才会导致疲劳断裂。
（2）中周疲劳断裂：循环应力下材料的裂纹扩展速率较快，在千-十万次循环后就能导致疲劳断裂。
（3）高周疲劳断裂：循环应力下材料的裂纹扩展速率极快，在数十万-数百万次循环内就会导致疲劳断裂。
5. 疲劳断裂的机理（1）金属材料的疲劳断裂过程一般分为始裂阶段和稳定扩展阶段。
（2）始裂阶段：在材料表面出现较小的裂纹，形成的原因是在应力作用下，材料中的微小缺陷和夹杂物开始聚集和扩散。
（3）稳定扩展阶段：当裂纹扩展到一定长度时，会出现塑性形变，当扩展到一定程度时，材料就会出现断裂。
（4）材料疲劳断裂机理可以采用形变、断裂学和金相学等多方面知识进行解释。
三、疲劳断裂机理分析1. 循环应力下的金属变形材料在循环应力下，会出现塑性变形和弹性变形两种不同的变形形式。
金属材料疲劳破坏机理研究
金属材料疲劳破坏机理研究引言金属材料是工程领域中使用最广泛的材料之一，但是金属材料的使用寿命和安全性受到了很大的挑战，这是由于金属材料容易经历疲劳破坏。
因此，金属材料疲劳破坏的机理研究非常重要。
本文将对金属材料疲劳破坏的机理、原因和如何应对进行探讨。
金属材料疲劳破坏的机理疲劳破坏是由于金属材料长时间受到循环载荷而引起的。
当载荷频率足够高时，金属材料表面就会产生微小的裂纹，而这些微小的裂纹则会逐渐扩大并最终导致金属材料疲劳破坏。
这个过程可以通过疲劳寿命曲线来描述。
疲劳寿命曲线通常包括S-N曲线和ε-N曲线。
S-N曲线描述了在不同的应力水平下金属材料的循环寿命，而ε-N曲线描述了在不同的应变水平下金属材料的循环寿命。
疲劳寿命曲线与金属材料的组织、应力水平、载荷频率有很大关系。
金属材料疲劳破坏的原因金属材料疲劳破坏的原因与材料本身的性质以及工作环境有关。
以下是金属材料疲劳破坏的主要原因：1.应力水平过高：当金属材料受到高应力，尤其是超过其疲劳极限时，就会产生疲劳破坏。
2.载荷频率过高：当金属材料受到高频率的循环载荷，就会产生裂纹并发生疲劳破坏。
3.材料损伤：金属材料的缺陷、氧化、腐蚀等都会导致金属材料的微小裂纹，进而导致疲劳破坏。
4.温度：在不同的温度下，金属材料的疲劳寿命也不同，因为温度会影响金属材料的性质和行为。
如何应对金属材料疲劳破坏为了防止金属材料疲劳破坏，我们有以下几种方法：1.提高材料的强度和韧性。
在设计过程中我们应该选择高强度、高韧性的材料来降低金属材料在受到循环载荷时的疲劳破坏风险。
2.避免应力集中。
应力集中会影响金属材料的强度和疲劳性能，因此应该避免在设计过程中出现尖锐角或其他应力集中的地方。
3.控制载荷频率。
控制载荷频率有助于延长金属材料的使用寿命。
4.减少金属材料的损伤。
通过在材料表面添加防腐剂或其他化学物质，可以减少金属材料的损伤，从而降低金属材料的疲劳破坏风险。
结论金属材料疲劳破坏是工程领域中的一个重要问题，对我们的工程设计和安全性造成了极大的影响。
金属材料的断裂行为分析
金属材料的断裂行为分析金属材料在实际应用中经常面临着受力情况，而断裂行为是其中一个重要的因素。
本文将对金属材料的断裂行为进行分析，探讨其原因和影响因素。
一、断裂行为的定义金属材料的断裂行为指的是在外部作用力的作用下，材料发生断裂的过程。
断裂是材料失去载荷传递能力的结果，其破坏表现为断口形成。
二、断裂行为的原因1. 内部缺陷：金属材料内部可能存在各种缺陷，如气孔、夹杂物、晶界、位错等。
这些缺陷会集中应力，导致断裂的发生。
2. 外部影响：金属材料在使用过程中，承受着多种外部作用力，如拉伸、压缩、弯曲、挤压等。
这些作用力会引起金属的应力集中，进而导致断裂。
三、断裂行为的影响因素1. 材料的强度：金属材料的强度越高，其抵抗断裂的能力也就越强。
因此，金属的强度是断裂行为的一个重要影响因素。
2. 温度：温度对金属材料的断裂行为有着显著的影响。
在高温下，金属易于软化和熔化，从而导致断裂；而在低温下，金属脆性增加，也容易发生断裂。
3. 加载速率：加载速率是指外部作用力施加的速度。
在较高的加载速率下，金属材料容易发生动态断裂；而在较低的加载速率下，金属更容易发生静态断裂。
四、断裂行为的分析方法1. 断裂力学：通过断裂力学的理论和方法，可以定量分析金属材料的断裂行为。
其中，最常用的方法包括线弹性断裂力学、弹塑性断裂力学和韧性断裂力学。
2. 断口分析：通过观察金属材料的断口形貌，可以初步判断断裂的类型和原因。
常见的断口形貌有韧性断口、脆性断口等。
3. 数值模拟：利用有限元方法等数值模拟手段，可以模拟金属材料在受力下的断裂行为。
通过数值模拟可以更加准确地分析和预测金属材料的断裂行为。
五、断裂行为的应用对金属材料的断裂行为进行分析可以为材料的选用、设计和使用提供重要的依据。
通过了解材料的断裂性能，可以避免在实际应用中出现断裂导致的事故和损失。
六、结论金属材料的断裂行为是一个复杂而重要的问题。
内部缺陷和外部作用力是断裂行为的主要原因，而材料的强度、温度和加载速率是断裂行为的关键影响因素。
金属材料产生疲劳断裂的原因
金属材料产生疲劳断裂的原因疲劳断裂是金属材料在循环载荷作用下出现的一种失效形式。
它是由于金属材料在受到循环载荷作用下，长时间内不断发生应力集中、应力变化和应力幅值逐渐增大等因素的共同作用下，导致金属内部的微观缺陷逐渐扩展并最终导致断裂的现象。
金属材料产生疲劳断裂的原因主要包括以下几个方面。
1. 应力集中：应力集中是金属材料产生疲劳断裂的主要原因之一。
当金属材料受到循环载荷作用时，存在着一些缺陷、凹坑或过小的弯曲等不均匀应力分布的情况，这些地方会承受更高的应力，导致疲劳断裂更容易发生。
2. 应力变化：金属材料在受到循环载荷作用时，会经历应力的周期性变化。
这种应力的变化会导致金属材料内部的晶粒、相界、夹杂物等微观缺陷发生塑性变形和应力集中，从而引起疲劳断裂。
3. 应力幅值：应力幅值是指金属材料在循环载荷作用下，应力的最大值与最小值之间的差值。
应力幅值越大，金属材料的疲劳寿命就越低。
当应力幅值超过金属材料的疲劳极限时，金属材料容易发生疲劳断裂。
4. 微观缺陷：金属材料内部存在着各种微观缺陷，如晶粒界、夹杂物和位错等。
这些微观缺陷在金属材料受到循环载荷作用时会发生塑性变形和应力集中，从而导致疲劳断裂的发生。
5. 环境因素：金属材料的疲劳断裂还受到环境因素的影响。
例如，高温、湿气、腐蚀介质等会加速金属材料的腐蚀和损伤，从而降低金属材料的疲劳寿命，增加疲劳断裂的风险。
为了减少金属材料的疲劳断裂风险，可以采取以下措施：1. 提高材料的强度和韧性，选择具有较高的疲劳强度和延展性的金属材料。
2. 优化设计，避免应力集中区域的产生，减少应力集中的程度，通过合理的几何形状和结构设计来改善金属材料的应力分布情况。
3. 控制循环载荷的幅值，避免超过金属材料的疲劳极限，合理选择载荷幅值，以延长金属材料的使用寿命。
4. 进行表面处理和防护措施，如表面喷涂、镀层和防腐涂层等，减少金属材料与环境因素的接触，降低腐蚀和损伤的风险。
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青岛黄海学院机电工程学院2013—2014学年第二学期期中考试
科目：工程材料及机械制造基础
**：***
学号： **********
班级： 2011级本科三班
专业：机械制造及其自动化
浅论金属材料发生疲劳断裂的原因及危害
摘要：从人类开始制造结构以来，断裂就是社会面对的一个问题。
早在100多年以前，人们就发现了金属疲劳给各个方面带来的损害。
但由于技术的落后，还不能查明疲劳破坏的原因，直到显微镜和电子显微镜等高科技器具的相继出现之后，使人类在揭开金属疲劳秘密的道路上不断取得新的成果。
本文浅论金属材料发生疲劳断裂的原因及危害，使人们初步了解金属疲劳断裂的相关知识。
关键词：疲劳断裂原因危害
一、金属材料的疲劳现象
工程中有许多金属零件，如齿轮、弹簧、滚动轴承、叶片、发动机曲轴等都是在变动载荷下工作的。
根据变动载荷的作用方式不同，金属零件承受的应力可分为交变应力和循环应力。
在交变应力下，虽然零件所承受的应力低于材料的抗拉强度甚至低于材料的屈服强度，但经过较长时间的工作后产生裂纹或突然发生完全断裂的现象称为金属的疲劳。
人的疲劳感觉来自于长期的劳累或一次过重的负荷，金属材料也是一样。
金属的机械性能会随着时间而慢慢变弱，这就是金属的疲劳。
在正常使用机械时，重复的推、拉、扭或其他的外力情况都会造成机械部件中金属的疲劳。
这是因为机械受压时，金属中原子的排列会大大改变，从而使金属原子间的化学键断裂，导致金属裂开。
二、金属材料疲劳的种类
金属材料的疲劳现象，按条件不同可分为下列几种：
（1）高周疲劳：指在低应力（工作应力低于材料的屈服极限，甚至低于弹性极限）条件下，应力循环周数在100000以上的疲劳。
它是最常见的一种疲劳破坏。
高周疲劳一般简称为疲劳。
（2）低周疲劳：指在高应力（工作应力接近材料的屈服极限）或高应变条件下，应力循环周数在10000～100000以下的疲劳。
由于交变的塑性应变在这种疲劳破坏中起主要作用，因而，也称为塑性疲劳或应变疲劳。
（3）热疲劳：指由于温度变化所产生的热应力的反复作用，所造成的疲劳破坏。
（4）腐蚀疲劳：指机器部件在交变载荷和腐蚀介质（如酸、碱、海水、活性气体等）的共同作用下，所产生的疲劳破坏。
（5）接触疲劳：这是指机器零件的接触表面，在接触应力的反复作用下，出现麻点剥落或表面压碎剥落，从而造成机件失效破坏。
三、金属材料疲劳断裂的特点
零件在交变应力作用下损坏叫做疲劳破坏。
据统计，在机械零件失效中有80％以上属于疲劳破坏。
例如大多数轴类零件，通常受到的交变应力为对称循环应力，这种应力可以是弯曲应力、扭转应力、或者是两者的复合。
如火车的车轴，是弯曲疲劳的典型，汽车的传动轴、后桥半轴主要是承受扭转疲劳，柴油机曲轴和汽轮机主轴则是弯曲和扭转疲劳的复合。
再如齿轮在啮合过程中，所受的负荷在零到某一极大值之间变化，而缸盖螺栓则处在大拉小拉的状态中，这类情况叫做拉-拉疲劳；连杆不同于螺栓，始终处在小拉大压的负荷中，这类情况叫做拉-压疲劳。
我们还可以列举很多常用的机械零件所受的负荷情况，综合这些情况就会得到上面已经提过的结论：大多数零件的失效是属于疲劳破坏的。
金属零件在使用中发生断裂时并无明显的宏观塑性变形，断裂前没有明显的预兆，而是突然地破坏；引起疲劳断裂的应力一般很低，常常低于静载时的屈服强度；断口上经常可观察到特殊的、反映断裂各阶段宏观及微观过程的特殊花样，而且疲劳破坏能清楚地显示出裂纹的发生、扩展和最后断裂三个组成部份；金属疲劳断裂时载荷应力是交变的，载荷的作用时间较长；断裂是瞬时发生的；无论是塑性材料还是脆性材料，在疲劳断裂区都是脆性的；断裂时还具有高度局部性及对各种缺陷的敏感性等特点。
所以，疲劳断裂是工程上最常见、最危险的断裂形式。
四、金属材料发生疲劳断裂的原因
产生疲劳断裂的原因，一般认为是由于零件的结构形状不合理，即在零件中的最薄弱的部位存在转角、孔、槽、螺纹等形状的突变而造成过大的应力集中或者材料本身强度较低的部位，例如原有裂纹、软点、脱碳、夹杂、刀痕等缺陷处，在交变或循环应力的反复下产生了疲劳断裂，并随着应力的循环周次
的增加，疲劳裂纹不断扩展，使零件承受载荷的有效面积不断减小，最后当减小到不能承受外加载荷的作用时，零件即发生突然断裂。
不同的切削加工方式（车、铣、刨、磨、抛光）会形成不同的表面粗糙度，即形成不同大小尺寸和尖锐程度的小缺口。
这种小缺口与零件几何形状突变所造成的应力集中效果是相同的。
由于表面状态不良导致疲劳裂纹的形成是金属零件发生疲劳断裂的另一重要原因。
材料选用不当或在生产过程中由于管理不善而错用材料造成的疲劳断裂也时有发生。
金属材料的组织状态不良是造成疲劳断裂的常见原因。
一般的说，回火马氏体较其它混合组织，如珠光体加马氏体及贝氏体加马氏体具有更高的疲劳抗力；铁素体加珠光体组织钢材的疲劳抗力随珠光体组织相对含量的增加而增加；任何增加材料抗拉强度的热处理通常均能提高材料的疲劳抗力。
组织的不均匀性，如非金属夹杂物、疏松、偏析、混晶等缺陷均使疲劳抗力降低而成为疲劳断裂的重要原因。
装配与连接效应对构件的疲劳寿命有很大的影响。
正确的拧紧力矩可使金属零件疲劳寿命提高5倍以上；相反，过大的拧紧力矩会对金属零件造成严重的影响，当金属零件承受不了这种作用时就会产生变形甚至断裂。
环境因素（低温、高温及腐蚀介质等）的变化，使材料的疲劳强度显著降低，往往引起零件过早的发生断裂失效。
总之，金属材料发生疲劳断裂有很多原因。
五、金属材料发生疲劳断裂的危害
据150多年来的统计，金属部件中有80％以上的损坏是由于疲劳而引起的。
在工程中，构件可能会因为受到各种载荷的作用而产生破坏，其中由于交变载荷而导致的疲劳破坏占到了50％～90％。
航天设备、船舶、轨道车辆等大型机械结构，其服役环境的复杂性，载荷历程的多变性，可能导致结构失效。
在人们的日常生活中，也同样会发生金属疲劳带来危害的现象。
一辆正在马路上行走的自行车突然前叉折断，造成车翻人伤的后果。
炒菜时铝铲折断、挖地时铁锨断裂、刨地时铁镐从中一分为二等现象更是屡见不鲜。
国际民航组织 (ICAO)发表的“涉及金属疲劳断裂的重大飞机失事调查”指出：
80年代以来，由金属疲劳断裂引起的机毁人亡重大事故，平均每年100次。
(不包括中、苏)
比较确切的例子：
事件一
1979年5月25日，一架满载乘客的美国航空公司DG—10型三引擎巨型喷气客机，从芝加哥起飞不久，就失去了左边一具引擎，随即着火燃烧，然后爆炸坠地。
机上273名乘客和机组人员无一幸免。
这是世界航空史上最悲惨的事件之一。
事后，有关当局对这架失事飞机的残骸进行检查后发现，这架飞机上连接一具引擎与机翼的螺栓因金属疲劳折断，从而导致引擎燃烧爆炸。
事件二
1998年6月3日，德国一列高速列车在行驶中突然出轨，造成100多人遇难身亡的严重后果。
事后经过调查，人们发现，造成事故的原因竟然是因为一节车厢的车轮内部疲劳断裂而引起，从而导致了这场近50年来德国最惨重铁路事故的发生。
事件三
由于金属材料的疲劳一般难以发现，因此常常造成突然的事故。
在第二次世界大战期间，美国的5000艘货船共发生1000多次破坏事故，有238艘完全报废，其中大部分要归咎于金属的疲劳断裂。
六、结论
金属疲劳是造成机械损坏的重要原因，可能直接导致事故的发生，因此我们应该学会有效防止金属材料疲劳的发生，如对所有机械皆需定期检查、维修、更换零件，让金属疲劳所产生的危害降至最低。
参考文献
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【3】濮良贵，陈国定，吴立言主编/机械设计/北京：高等教育出版社，2013.5
【4】林江主编/工程材料及机械制造基础/北京：机械工业出版社，2013.7。