疲劳强度的基础知识

m疲旁弓鱼度〒关入卜「材料弓鱼度学」p.87「檄械材料学」p.111威力^^返）

京栗^返）威力-威力振幅•平均威力•威力比1.疲劳破ao^相疲劳破ao巨视的榇相•疲劳■破a-静的破a^ut低^、^荷o^返）-芝裂o窕生，逵展，芝裂逵展m粉断面稹o:咸少^^u静的最系冬破a-忒^、性破面:芝裂逵展经路m塑性变形^限定•忒^、性的外^-^'一千▽一久^工儿▽一夕（具般模榇）：威力变勤畤o芝裂前绿o位置在示寸送凰横勤翼o疲劳破面（左比^彳一^'儿工^^^^人卜^夕^^^o疲劳破面（右）£失道用卓翰o疲劳破面（左）^£失道用台卓榨o疲劳营式富食装置（右）

12年使用彳爰疲劳破aufc台卓榨（昭和40年裂）疲劳破ao微视的榇相：人卜^彳工一＞3＞（striation）•引弓畏U畤o芝裂先端o塑性金屯化tEffi^o^裂先端o再金兑化•芝裂o上下面^【右山t山，谷t谷^对火•人卜^^!-＞3＞^隔=1^彳夕儿^o芝裂逵展量•疲劳破面全面^zh^^ot覆^mu、吝^【十^^云^、•延性人卜^彳工一^^^嗽U、材料•忒U、性人卜^彳工一＞m^（忒U、性芝裂逵展+塑性金屯化■再金兑化）：硬U、材料，腐食04.3Al合金o疲另^卜^彳工一＞^以左）tlS4.4（右）•疲劳破面全面^zh^^ot覆^HTU、吝b^^^^u、c.疲劳芝裂o窕生t逵展•芝裂o窕生埸所：材料中^荷火力U^oT^^^.•7工^彳卜^中系屯金属o高^彳夕儿疲劳镇域：-最tr^u易^、方位上方向在持o^r^u系刀中•入U迅为(intrusion)中突芝出顷extrusion)^形成-入u^^^b^裂^窕生疲劳芝裂刀窕生上逵展•表面口义多<^r^u带^形成$n^^,将来，芝裂窕生埸所^^^入迅和义表面在数mm程度雷解研磨L<t消失L^UZt^b，固^r^Uw(PSB,persistentslipband)t称^孔^^'吝.^荷威力^大芝u埸合，结晶粒全体^变形r吝左"，变形刀食u»u^蓄稹r吝结晶粒界记芝裂力谡生r&•切欠芝感度〃高U高弓鱼度ffl^T^^-^A合金^^,介在物力<芝裂窕生埸所t々吝Zt^多Ur^U^0AFM(原子^力^微金蜀像

c.疲劳芝裂刀窕生t逵展•芝裂：r^u面记沿o^成畏(第I段陪)•芝裂逵展(第Ua段陪)：威力翰［日^斜L^U：fc芝裂^威力翰记垂直记向芝横化r^u面芝裂•八芝^面芝裂•芝裂逵展(第Ub段陪)-威力翰记垂直-疲劳^卜^^!->3>-塑性金屯化t再金兑化^^返L-鲍^不敏感疲劳芝裂先端〃金屯化t

人卜^^^—>3>0形成横木黄•塑性金屯化t再金兑化^^返LA-B:大芝^r^u变形，芝裂ft<,M化(blunting)B-C：除荷遏程，芝裂^口，金屯化L左芝裂先端部分fi^^状［廿戢u迅京孔吝C-D-A:再^化(re-sharpening)c.疲劳芝裂刀窕生t逵展•第Uc段H皆^^>y^•八芝^•粒界割^•高弓鱼度材，低延性材2.S-N曲^t疲旁限度S-N曲%泉（^工一^一曲富泉）典型的必-N曲^典型的^S-N曲^疲劳限度疲旁限度：微视芝裂刀逵展刀限界威力^荷形式叫衣存：回云曲^疲知艮度，引张田编疲旁限度，^返b^u^疲知艮度正刀相^疲知艮度捋弓W鼠羿期系"^2，欠给介在物站唳知艮度呻打右回割云曲^疲劳限度上引^^50^^回割云曲^疲旁限度上匕'»力一对更50^4系P-S-N曲泉疲旁寿命13^^6^B破墩碓率P^^7>—夕YbZS-N曲富泉：13114c.P-S-N曲泉疲旁寿命13^^6^B破墩碓率P^^7>—夕YbZS-N曲富泉：圜14c.P-S-N曲泉疲旁寿命o分布:S-N曲^折曲^久点J：^±<^^数正规分^0r74^A分布，折曲力叫点^^下<^>寿命撕二尾在引<4（®d.疲劳限度O统言十的性^^口'^卜法人亍，夕一人法：E16-』固目o^/^片n=io?^<^破断b々力、^左埸合i+m段上N=107^<^破断b左埸合i+U1段下n：破®^K片数上非破®^K片数o对少4G、方a,a,a:n,nn式43,44）30本以上力望京b、012疲劳弓鱼度记及^!^因子0影警威力集中上切欠芝励果切欠^(/^^)：疲劳■破墩刀起点u^u^r^3.疲劳弓鱼度u及忒r言者因子〃影警-威力集中上切欠芝励果威力集中彳系数威力集中彳系数•a〃求"方-噗富食：光弹性，x^.^r^y->•解析：有限要素法•威力集中系数：大•切欠芝底半径r小程•切欠芝深^t大程•相对寸法^诀京吝•威力勾配七大芝々影警在及区r切欠芝系数切欠芝系数：6通常【右6>1〃二(6-1)/(@-1)：切欠芝感度，0<〃<1切欠芝励果O^ffi•切欠芝劫果估^切欠芝底o最大威力^^r^^^^b•切欠芝底o一点o威力^^r^<，切欠芝底近傍ofc^^域u生c^^力o分布r诀来吝.丹周切欠芝付^S45O^^^L丸棒^，^片O回彰曲仃疲劳■限度O笑^结果上威力集中系数O^系•切欠芝劫果估^切欠芝底o最大威力^^r^^^^b,AEr^^^.•案降u似遏小言平ffiu^a停留芝裂(iii)疲劳芝裂O窕生u对r吝疲劳限度aw<破断u对r吝疲劳限度aw2a>气O金剋、切欠^r^停留芝裂a0：分岐点刀形状彳系数b（芝裂窕生），b（破断），bVbVb^^停留芝裂bwRb灶加蛀昇寸熨：wb【右一定w2高噩度^压停留芝裂在生l：^U.w2丹周切欠芝付^S45O^^^L丸棒^，^片刀回彰曲仃疲劳■限度0^^^果上威力集中系数^^系•金加'切欠芝（分岐点^r）：ABr^^^.丹周切欠芝付^S45O^^^L丸棒^，^片0回彰曲仃疲劳■限度0笑^结果上威力集中系数0^系疲劳限度^ft'X^'切欠芝0底记窕生L左停留芝裂b.寸法励果-平滑材，切欠芝材^大寸法一疲劳弓鱼度低下寸法励果0主左吝原因•威力二^配UM^L^力学的要因-曲（f,ta^U,引弓畏^庄编^【右切欠芝材^显页著•高'倜力在受【十^危^U$b$H^表面稹判本榭UM速UM充菁十的要因•寸法^大芝'、仔^表面稹^大^<^U，破墩0起点^^^欠陀0存在碓率力催寸切欠芝系数60寸法励果•直径d^大:旺大•小型就^片0旺使用:危圈则0言殳普十c.平均威力■残留威力0影警（i）平均威力b土b,T土Tbm=0,ab=b:完全画振^疲劳■限度bm=b,Cb=2b=b:片振^引弓列疲劳■限度mamaxaub=-b,b=-2b=b:片振UEte疲旁限度ma搬劳限度系泉囱（疲劳限度bvs.平均威力b0M系）

争失^系材料U扫十吝平均威力0影警一案剔例

疲旁限度^囱

疲旁限度^囱

疲旁限度^囱

疲旁限度^^0^例

残留威力〃影警

d.鲍合世威力下0疲旁弓畲度

曲（f^^cy

e.表面犯理0影警•表面fcb$:切欠芝励果•表面硬^：H8b-—-…B-高周;波焕入-浸炭-窒化•表面硬^：H8b-—-…B-高周;波焕入-浸炭-窒化-夕外^仆'•庄编残留威力：bw1t<u^0上昇力遏^著（芝裂^口励果）w1塑性疲另■（低^彳夕儿疲劳）大芝々塑性^r^^^t^9疲劳-N<104ftZTU>Z^-^E:弹性W^振幅e；:塑性^r^振幅 _EPa=E+E=b/E+E心^乃振幅△e=2¥:全^r为幅paAep=2Eapa:塑性。也幅定威力盲式富食^定。r乃盲式富食-定威力言式富食:残留E枇累稹L一方向伸^-定^r乃言式富食:十分切tt芝京4L材^【右加工硬化，高弓鱼度材（Ni-Cr-Mo^）^^加工软化b.威力-ur^^^•低^彳夕儿疲劳［二打【十吝寿命：Manson-Coffin具I忙L左力冲△E・Na=CC=£=ln100/（100p）©:转UEf/2<C<Ef-弹性EM小乩、埸合：e=△£-平均^r^ofc^^合：e・Na=k（E-E）pf5.m娈勤荷重下O疲旁弓畲度a.夷4勤荷重荷重^不规刖记变勤航空檄OG-A-G（GroundtoAirtoGround）荷重^□^^A^K^力-^度分布在近似Ufc多段^返L^K^力在用U^：7n^^A^K^力-威力^度分布:荷重O娘序O情幸艮^云^、-夷隙O疲劳弓鱼度出右一致寸吝出右限以云^、威力波形O言十数法-威力波形菁十数法（力^^卜法）^>^a^力波形记含^n^疲劳弓鱼度在支配寸吝特性因子（威力振幅、平均威力etc）O抽出>各彳重菁十数法^一夕法b>>法b^^^n^»^（^^«度）法>b>>^7法b^>7n一法，tXTU>X^—7法t=—夕法-平均彳直以上^【右才亟大彳直、以下^由亟小彳直在菁十数b>>法-波形O相酸合^才亟小彳直小亟大彳直O差（变化幅,range）在言十数b^^^n^»^（^^^度）法-任意记膏殳定$n^荷重^^^^平均彳直以上^【右正〃俯芝^、平均彳直以下^^fioffi芝^通制舔度在菁十数b>>^7法-任意O威力ffifflDs^^定^陵^合^^正fiO威力^^^0^70鲍数在菁十数寸吝.W刀口一法儿一儿雨^和右各才亟彳直力'以流孔出r^.-oo雨^孔^流m^/割右次o雨^相右流^出$^uo榭直力W流出U：fc雨^相右屋根o先记芝左埸合、次o才亟彳直o方^大芝云彳直o埸合记^停止r吝。先记雨^n^流m^、吝埸合【次^、京考之^^、各流n^^o点^停止r瓦c.累稹损僵刖(潴泉形累稹损僵刖，囱4.47-疲拐剿舅=n/N，累稹疲拐剿熟直:D二En/N=1V^±-&J,'^力娘序在煞视 ''威力娘序记影警(ti>^2：d<i,^i<^2：d>i累稹损僵刖-修正v^±-^:疲劳限度以下o威力^^吝掬舅粽十数(T<^wU<S-N曲宗泉在延畏累卒主拭愕」(ii)Corten-Dolano方法修正v^±-^^^fc^o危险侧推定U^^t^S-N曲^offi斜在大^<r^累稹损僵刖(iii)塑性0*因子在考之左累稹损僵刖•Manson-Coffin式在变形隽・Na=C(△孝/C)i/a・N=1D=E(△£i/C)1/a=16.疲劳■芝裂逵展•威力掂大彳系数o概念6.疲劳■芝裂逵展6.疲劳■芝裂逵展6.疲劳■芝裂逵展(i)第口段^0^裂逵展速度da/dN=C(AK)mParis-Erdogan0m乘具"(Paris具U)AK二K-K,C,m:巍定数,m=3〜4(2〜7)6.疲劳■芝裂逵展-第u段陪-徵0逵展^^U、AK-下限界威力掂大彳系数ffifflAK-第U段陪 比-K:不安定破墩，疲旁破墩^^性:Kfc，静的々破墩^^性^^七低^、-第叽段陪-d；/dN=C(AK)m-Paris-Erdogan0m乘具"(Paris具U)微^^^^^力比0影警-第U段陪，第U段陪0芝裂逵展记影警大-第『段暗影警小切比卡=、气疽WForman0式：da/dN=C(AK)m/[(1-R)Kc-AK]=C(AK)m/[(1-R)(Kc-K)]K—KC^da/dN—8 maxRVOWK=0R励果^AK”近傍^大R大一△%/^弹性系数0影警-第U段陪-支配材料因子：E-"”工一S^-Xb^^i->3>^隔：△&记比例^儿性0S^^^0^裂