车辆轮胎疲劳断口特征分析

条痕是疲劳断口的基本形态，但不是唯一的形态，还有轮胎状疲劳断口、人字形疲劳条纹、鱼骨状和峭壁状疲劳断口等。

人字纹花样的形成过程是这样的：试样在外力作用下，首先在薄弱环节（缺口处、缺陷处等）产生塑性变形，形成微裂纹，然后扩展成为半月形的、小范围的纤维区。当裂纹达到临界尺寸时，便发生迅速的失稳扩展，首先在临界裂纹的前端不远处产生三向应力区（平面应变状态），并在该区内生核，继而扩展成为椭圆饼状的内裂纹。在外力作用下，内裂纹迅速长大，并与裂纹前端交截，裂纹向前推进，形成新的裂纹前端、新的三向应力区、新的内裂纹，这些在不同时间形成的内裂纹长大、合并，以及不断形成新的内裂纹，使裂纹迅速向前扩展，并造成了抛物线状的裂纹前端。裂纹前端与前端形成的很多内裂纹相互作用，在断口上形成很有规律的痕迹——人字纹花样。

在沿中心线依次生核并扩展的瞬时前沿线上，再生成许多二次裂纹核心并扩展相交形成二次沟线。

轮胎状疲劳断口和人字形疲劳条纹断口类似，是在疲劳裂纹开裂后的断口相对面上，在规则的往复推压时，由相对面上的尖刃，或坚硬夹杂物（如AlN夹杂物）造成的伤痕。因为，在这两种形态上的标记与疲劳条痕是平行的，并且间距也是相同的。另外，这一点也可从与产生履带状特征的断口表面的特征看出。所以，履带状形态或脊柱状形态是疲劳条痕的一种，并且这两种形态是单振疲劳产生的，如图10-25、图10-26所示。

图10-25 38CrMoAl钢轮胎花样疲劳断口(www.xing528.com)

由于在交变应力作用下，三次停载所留下的三层氧化铝夹杂物的痕迹和最后由棱角所引起的轮胎花样，SEM，×5000。

图10-26 38CrMoAl钢疲劳断口形貌

断口上由带有棱角的氧化铝夹杂物引起的轮胎花样，SEM，×5000。