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疲勞斷裂

鎖定
疲勞斷裂是指由於在局部應力集中或強度較低部位首先產生裂紋,裂紋隨後擴展導致的斷裂。 [1] 
疲勞極限:在一定條件下(1)純彎曲;(2)完全對稱循環;(3)應力幅恆定;(4)頻率在3000-10000次/分;小試樣有足夠大的過渡圓角,表面經過拋光;由實驗中得出的,在10的七次方周次下仍不斷裂的最大應力
中文名
疲勞斷裂
外文名
fatigue fracture
條    件
超出材料的疲勞極限
措    施
在零件結構設計中儘量避免尖角等
標    誌
疲勞輝紋
原    因
交變應力

疲勞斷裂定義

疲勞斷裂(fatigue fracture)
條件: 超出材料的疲勞極限
疲勞極限:在一定條件下(1)純彎曲;(2)完全對稱循環;(3)應力幅恆定;(4)頻率在3000-10000次/分;小試樣有足夠大的過渡圓角,表面經過拋光;由實驗中得出的,在10的七次方周次下仍不斷裂的最大應力
提高疲勞極限的途徑主要有:在零件結構設計中儘量避免尖角、缺口和截面突變,以免產生應力集中而由此產生疲勞裂紋;提高零件表面加工質量,減少疲勞源;採用各種表面強化處理等。 [2-3] 

疲勞斷裂疲勞極限算法

常規疲勞強度計算是以名義應力為基礎的,可分為無限壽命計算和有限壽命計算。零件的疲勞壽命與零件的應力、應變水平有關,它們之間的關係可以用應力一壽命曲線(σ-N曲線)和應變一壽命曲線(δ-Ν曲線)表示。應力一壽命曲線和應變一壽命曲線,統稱為S-N曲線。根據試驗可得其數學表達式:
σmN=C
式中:N應力循環數;
m、C材料常數。
疲勞試驗中,實際零件尺寸和表面狀態與試樣有差異,常存在由圓角鍵槽等引起的應力集中,所以,在使用時必須引入應力集中係數K、尺寸係數ε和表面係數β。

疲勞斷裂斷口形貌

如下兩張圖為斷口形貌
偏心旋轉彎曲載荷下的疲勞斷口 偏心旋轉彎曲載荷下的疲勞斷口
雙向彎曲載荷下的疲勞斷口 雙向彎曲載荷下的疲勞斷口
參考資料
  • 1.    王高潮.材料科學與工程導論:機械工業出版社,2006
  • 2.    商國強,王新南,費躍,劉洲,米保衞,朱知壽. TB8鈦合金緊固件疲勞斷裂分析[J/OL]. 稀有金屬,2016,40(07):640-646. (2015-04-23)[2017-08-23].
  • 3.    姜愛華,陳亮,師紅旗,丁毅,馬立羣. 螺栓疲勞斷裂失效分析[J]. 熱加工工藝,2013,42(02):222-223. [2017-08-23]. DOI:10.14158/j.cnki.1001-3814.2013.02.064