材料的疲劳性能

1、Materials Property and Evaluation第四章第四章 材料的疲劳性能材料的疲劳性能一一. 疲劳载荷疲劳载荷Materials Property and Evaluation二、疲劳分类及特点二、疲劳分类及特点1. 分类分类 疲劳定义：疲劳定义：机件在变动应力和应变长期作用下，机件在变动应力和应变长期作用下，由于累积损伤而引起的断裂现象。由于累积损伤而引起的断裂现象。 分类：分类： (1) 按应力状态不同，可分为：弯曲疲劳、扭转疲劳、按应力状态不同，可分为：弯曲疲劳、扭转疲劳、挤压疲劳、复合疲劳挤压疲劳、复合疲劳 (2) 按环境及接触情况不同，可分为：大气疲劳、腐按环境

2、及接触情况不同，可分为：大气疲劳、腐蚀疲劳、高温疲劳、热疲劳、接触疲劳蚀疲劳、高温疲劳、热疲劳、接触疲劳 (3) 按断裂寿命和应力高低不同，可分为：高周疲劳、按断裂寿命和应力高低不同，可分为：高周疲劳、低周疲劳，这是最基本的分类方法低周疲劳，这是最基本的分类方法Materials Property and Evaluation 高周疲劳特点：高周疲劳特点：断裂寿命较长，断裂寿命较长，Nf105周次，断裂应周次，断裂应力水平较低，力水平较低，s，也称低应力疲劳，一般常见的疲，也称低应力疲劳，一般常见的疲劳都属于此类。劳都属于此类。 低周疲劳特点：低周疲劳特点：断裂寿命较短，断裂寿命较短，Nf=（

3、104-105）周次，）周次，断裂应力水平较高，断裂应力水平较高，s，往往有塑性应变出现，也，往往有塑性应变出现，也称高应力疲劳或应变疲劳。称高应力疲劳或应变疲劳。Materials Property and Evaluation2. 特点特点（1）疲劳是延时断裂，即具有寿命的断裂）疲劳是延时断裂，即具有寿命的断裂 断裂应力水平低于材料抗拉强度，甚至低于屈服强度。断裂应力水平低于材料抗拉强度，甚至低于屈服强度。 断裂寿命随应力不同而变化，应力与寿命成反比。断裂寿命随应力不同而变化，应力与寿命成反比。 当应力低于某一临界值时，寿命可达无限长。当应力低于某一临界值时，寿命可达无限长。（2）疲劳是脆

4、性断裂）疲劳是脆性断裂 由于一般疲劳的应力水平比屈服强度低，所以不论是韧由于一般疲劳的应力水平比屈服强度低，所以不论是韧性材料还是脆性材料，在疲劳断裂前不会发生塑性变形性材料还是脆性材料，在疲劳断裂前不会发生塑性变形及有形变预兆，及有形变预兆， 它是在长期累积损伤过程中，经裂纹萌生和缓慢亚稳扩它是在长期累积损伤过程中，经裂纹萌生和缓慢亚稳扩展到临界尺寸展到临界尺寸ac时才突然发生的。时才突然发生的。因此，疲劳是一种潜在的突发性断裂。因此，疲劳是一种潜在的突发性断裂。Materials Property and Evaluation三三. 疲劳断裂疲劳断裂裂纹萌生裂纹萌生+扩展扩展Materia

5、ls Property and EvaluationMaterials Property and EvaluationMaterials Property and EvaluationMaterials Property and EvaluationMaterials Property and EvaluationMaterials Property and EvaluationMaterials Property and EvaluationMaterials Property and Evaluation四四. 疲劳性能指标与测试疲劳性能指标与测试1. 疲劳极限疲劳极限Materials Property and Evaluation-1：对称循环疲劳极限：对称循环疲劳极限Materials Property and Evaluationmax （ min ）- m 疲劳图疲劳图Materials Property and Evaluation2. 疲劳寿命疲劳寿命Materials Property and EvaluationMaterials Property and EvaluationPLG高频疲劳试验