1、疲劳强度及课件 第二讲第二讲 疲劳强度及影响因素疲劳强度及影响因素 一、基本概念： 1、疲劳破坏的特征疲劳破坏的特征 （1）疲劳的定义 材料在循环应力或循环应变的作用下 ， 由于产生 了局部永久性结构变化 ， 从而在一定循环次数以 后形成裂纹或发生断裂的过程 。
（2）交变载荷（循环载荷、疲劳载荷） 载荷的大小、方向随时间作周期性或不规则、随 机性的变化 。
疲劳载荷包括随机载荷随机载荷和确定性载荷确定性载荷 疲劳强度及课件 （3）疲劳破坏的特征 a、交变应力水平低：应力远小于强度极限 或屈服极限 ， 破坏就又可能发生 。
b、脆性断裂： C、具有局部性： d、疲劳过程是一个累计损伤的过程： 裂纹形成裂纹扩展失 。

2、稳断裂 e、疲劳断口在宏观和微观上有特征： 2、疲劳寿命疲劳寿命 （1）概念概念 疲劳失效以前所经历的应力或应变的循环疲劳失效以前所经历的应力或应变的循环 次数叫疲劳寿命 。
用次数叫疲劳寿命 。
用N表示表示 疲劳强度及课件 （2）计算表达式 N=N0+Np 其中 ， N-总寿命 N0裂纹起始寿命 Np裂纹扩展寿命 二、金属疲劳破坏机制二、金属疲劳破坏机制 金属的疲劳破坏可分为疲劳裂纹萌生、疲金属的疲劳破坏可分为疲劳裂纹萌生、疲 劳裂纹扩展和失稳断裂三个阶段 。
劳裂纹扩展和失稳断裂三个阶段 。
1、疲劳裂纹的萌生、疲劳裂纹的萌生 疲劳裂纹的萌生疲劳裂纹的萌生 都是由局部塑性应变集中所引起 。
常见的都是由局部塑 。

3、性应变集中所引起 。
常见的 裂纹萌生方式有：滑移带开裂、晶界和孪裂纹萌生方式有：滑移带开裂、晶界和孪 晶界开裂、夹杂物或第二相与基体的界面晶界开裂、夹杂物或第二相与基体的界面 开裂 。
开裂 。
疲劳强度及课件 （1）滑移带开裂（裂纹产生的基本方式） 纯金属和单相金属的疲劳裂纹萌生方式多为 滑移带开裂 。
滑移带开裂过程： 金属在循环载荷作用下 在薄弱的晶粒间沿着晶面产生 塑性应变金属晶粒产生滑移（不可恢复）金属表面产 生滑移线随着循环次数的增加而汇集成表面滑移带发 展成驻留滑移带形成裂纹 （2）晶界开裂：）晶界开裂： （3）夹杂物或第二相与基体的界面开裂）夹杂物或第二相与基体的界面开裂 疲劳裂纹一般在 。

4、金属表面萌疲劳裂纹一般在金属表面萌 生 。
生 。
疲劳强度及课件 2、疲劳裂纹的扩展： 分两个阶段 （1）第一阶段：沿剪应力最大的活性面向内扩展 ，形成很多微裂纹 。
（2）第二阶段：裂纹沿拉伸应力垂直方向扩展 3、失稳断裂： 三、疲劳破坏断口分析三、疲劳破坏断口分析 （ 一）、宏观分析： 疲劳源：很小 ， 宏观看不到 。
在显微镜下可见 疲劳断裂扩展区：细晶粒 ， 深色、平滑 ， 海滩状 失稳断裂区：粗晶粒 ， 凹凸不平 ， 白色 ， 撕裂或 台阶状 疲劳强度及课件 （二）、微观分析： 1、疲劳裂纹的形成： a、一般发生在表面 b、结构受交变载荷的影响 c、塑性变形的积累 d、表面缺陷 2、疲劳裂纹的形貌 第一阶段 ， 断口光滑 。

5、 ， 具有结晶性质 。
第二阶段疲劳裂纹扩展区有如下特征： a、疲劳区宏观赏平坦光滑 ， 微观凹凸不平 。
b、具有疲劳条文 c、轮胎压痕和脊骨压痕特征 d、在疲劳裂纹扩展时 ， 还可能出现二次裂纹 ， 往 往成扫帚状 。
疲劳强度及课件 （三）、构件的断口分析 现场调查 断口宏观分析 疲劳强度及课件 四、疲劳试验试样及其制备 （一）、试样类型 根据施加载荷的类 型 ， 试样形状可分 为弯曲试样、轴向 加载试样和扭转试 样 。
同时它们又有 光滑试样和缺口试 样之分 。
如书中图 2-4-2-10（p19- 20） d mm d的公差 mm r mm L mm D/d 6 7.5 9.5 0.013d401.5 旋转弯曲光滑圆 。

6、柱形试样尺寸 疲劳强度及课件 轴向加载光滑试样尺寸见表2-2（p21） （二）、试样制备 试样的制备对所测材料的疲劳性能有直接影 响 ， 从切取毛坯到进行试验要经过取样、机 械加工、热处理、尺寸测量、探伤检验及贮 存等工序 。
1、取样（p2223） 2、机加工 3、热处理 4、测量、探伤与贮存 疲劳强度及课件 五、材料的S-N曲线 （一）应力循环 a m max min T m-平均应力 a 应力幅 max最大应力 min最小应力 它们之间的关系: max= m+ a min= m- a 疲劳强度及课件 应力循环特征 用应力比R表示 R= min/ max R在1 -之间 载荷可变系数:A= a/ 。

7、 m A=(1-R)/(1+R) R=(1-A)/(1+A) 几种典型的应力循环特征几种典型的应力循环特征.(p24表表) (二)描述材料疲劳性能的SN曲线 概念:表示外加应力水平和标准试样疲劳寿命之间关 系的曲线称为材料的SN曲线.它是由实验测定 的. 1、试样种类：试样由三部分组成：试验段、夹持段、 过渡段 。

稿源：(未知)

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标题：疲劳强度|疲劳强度及课件