第九讲 应变疲劳

第九讲应变疲劳上节回顾应力应变关系，稳态循环曲线滞后环曲线，Massing假设变幅循环下的σ－ε响应计算，材料记忆效应ε－N曲线，Manson-Coffin公式应变疲劳的寿命与加载历史有关缺口应变分析，局部应力应变法结构在服役期内总体上处于弹性范围，某些应力集中部位进入弹塑性范围，塑性应变成为影响疲劳寿命的主要因素。SSSSσσ若构件危险部位的最大应力应变历程与同种材料制成的光滑试件的应力应变历程相同，则二者的疲劳寿命相同。问题转化为：已知缺口构件的名义应力S和名义应变e，如何确定缺口局部的应力σ和应变ε。缺口局部应力应变咐1概．缺口应治力集中系僻数和应变发集中系数叼1冷）慢σ滥<摊σ榴s讨，弹性范隐围瓜σ南=K门t凭S航会喝ε僚=K粒t课e巴K盒t敏：理论应蹦力集中系愚数制2爬）消σ饺>绿σ奶s慢，重新定己义缺口应辨力集中系冤数和应变絮集中系数伞赖林K浓σ叛=鞋σ娘/S丙符内K芳ε洞=辜ε祖/e锹则需：忙甘σ公=K中σ竞S睡恰督ε害=K概ε瞎e目2喝．应力应录变关系，迎循环芽σ誉－颠ε画曲线擦求解缺口属局部应力孕应变需补茅充驳K洞t揉、仇K需σ乒、尺K芽ε品间的一个顾关系式旅3汇．线性理男论紫线性理论圣假设应变什集中系数砍与理论应麻力集中系独数相等（盒应变集中食不变性假召设）境你即K从ε雀=K馅t筑4驻．贪Neub呢e仙r示理论链Neub塌e隆r饺提出的计作算缺口根鸭部弹塑性樱应力应变斧方程昆构件处于旦弹性时汗工程实际已中通常结蒙构件整体捕上处于弹占性慕，价S=桂E蛙e悉，则建仓李够（丧Neub宅e败r谱双曲线）娇与线性理馅论相比粪，剥Neub榆e息r谋理论偏于匀保守。驳修正污的野Neub抢e吹r圾公式牧以疲劳缺俘口系音数瞧K嚷f主代替理论符应力集中围系邀数佩K铜t蒸采凑用拉K谋f织进行修正患是希望疲序劳寿命估洒算更加精伯确，而不绳是使局部女应力应变鉴的计算更男加精确。播亮哈岩目前尚无策精确计涉算狸K露f驳的方法，剖因此使得担该方法不醉仅是一个咐近似方法艰，而且也寇是一个经权验方法。SSt1234段循环荷载执下缺口应杏力应变分示析和寿命届估算偿Neub槐e赏r甜近似解法墨的计算步居骤台1对）第一次旁加载，名胀义应架力窑S爆1漆。少缺口局部病应力和应剥变满足循僻环σεσ1ε1=Kt2S12/EΔσΔε=Kt2(σεσ1ε1=Kt2S12/EΔσΔε=Kt2(ΔS)2/E赏2啦）购从缺1他点黄到个2绵点，荷载绸变程东Δ呀S=环S眯2晓-S代1素。缺口局符部应力和呀应变满足爷滞后环曲近线方程和棚Neub言e院r制双曲线谊3艘）按以上谦步骤反复斩求解，偶第多i挂点对应的近缺口局部车应力和应车变为骡加载变程丙用霉“创+泻”惕，卸载变日程评用感“渠－杏”名。双4害）采声用贴Morr运o捷w涉弹性应力葡线性修正包公式求出伪各级荷载士的疲劳寿淋命和对应朱的疲劳损恩伤膊5地）假由牧Mine龙r洪损伤理论管确定构件厕寿命挨例：某焊疤接构件夏在柏S监max1逢=4川00MP档a列，位R=迁0居下已循丝环晕n陵1切=5钩00窑0希次，然后罗其工况变竟为沙S帅max2剧=5挑00MP商a下，澡R=林0.班2赛，求构件筐的剩余寿润命动n庭2昂。已知焊村缝材K浆t捐=独3伙，蛮σ悉f乒’旁=1过700M霉P俘a窄，躬ε陶f储’非=0核.句6蜂，腊E=萌2杏10巡5疫MP淡a德，繁b=驴-0.巧1吵，怒c=旨-0.梦7辽，妹K叨’银=1拥600M爸P踏a竿，夸n慰’运=1泉/叮8烂。淋解：方法锣：先求出努两种工况因对应的寿限命宣N益1峡、阴N饰2蕉，再迹由披Mine心r毫理论口求械n残2….St12….St123干1榜）缺口应掏力应变响妇应申0瞧－邪1侍段融，惨S始1绣=4涨00MP杏a块σ彩1酒=8舌20MP眯a组，王作ε调1肚=0跃.008怠9湾1狐－犁2符段，拌Δ蒙S伟1-2毙=4笑00MP剥aσεσε炎Δσ坏1-2财=1耻146M袄P挽a翁，斗Δε非1-2咸=0耐.006宵283霞σ川2饭=-近326M剃P复a纺，蓄今ε思2传=0湖.002仗617从2奶－较3湖段，同理双可求出缺σ朴3帽=8熟20MP墙a形，铺乏ε得3黄=0狂.008居9送3返－么4盼以后形成石封闭环帜ε茶a字=0庙.003阻14粮1单，摇σ应m金=2露47MP绸a免2齿）棕求垂S梨max1漏=4粪00MP洞a终，糕R=喷0镰下的寿命耀帽许N裳1钓=1脉247新0夺次循环祝3谜）同理可笔求浙出诚S晴max2雾=5顽00MP堪a猛，较R=古0.济2偷下的寿命孩厉站N觉2壮=1吃034巾1醒次循环稼4当）求构件永的剩余寿烦命邀n伏2由式：栋解出旅：标n胀2纤=6受19炸5酱次循环雀局部应力肺应变法几领点讨论本1伴．关于基越本假设会局部应力蜘应变法将伤缺口根部浙应力应变渔等效为光孝滑试件上鬼的应力应裳变，等效栗所造成的奖偏差取决盗于缺口根而部应力应蕉变的严重愿程度。圆2健．关于俯ε趟-仔N的曲线忽采什用姻Mans殊on-C誓offi裤n远公式（或狼其修正式工），则外征荷载所对搂应的疲劳显寿命骑在序1奖0滩～层10芳5拼区间内精日度较高，佛否则大大默下降。叶3畏．关于循浇环却σ院-症ε纵曲线抗局部应力沫应变法大培多采用稳攻态循环胆σ探-蔑ε流曲线而未令考虑材料悟的瞬态行吐为，对荷叮载谱需作项雨流处理恋。免疲劳部分相总结裳1森．两类疲跟劳问题痰应力疲劳府：最大循瞒环应桥力珠S扒max不小于屈服日应员力杀S济y迁良赞叠您脆备寿命一般顶较高益（帮>10妹4趋），高周土疲劳慢应变疲劳牺：最大循挺环应能力钓S填max伞大于屈服衰应雷力迫S沫y何某须掌疮辅勉寿命一般斥较低旧（斗<10浅4贫），低周截疲劳匠2损．应力疲潮劳的描述歇基绑本门S-书N吵曲线，三置个区域阴S-烛N胸曲线的数乎学表达怕等寿命疲膀劳握Gerb饭e废r爱抛物线模陡型枪，榜Good你ma差n钞直线模型乒，绒Sode抓rber车g主直线模型源等寿命疲岸劳曲线图柴3袖．影响疲氧劳性能的貌若干因素午荷载形式舍、尺寸效柴应、表面舍光洁度的妹影响、温钞度和环境袋的影响撒应力集中换的影响，卸缺口系数鸭：理论弹印性应力集仰中系数、嗓疲劳缺口浅系数、缺期口敏感系宏数猎4馆．包p-S-闷N笑曲线，疲经劳数据处救理，两类宫分布：正扮态分布（纹两参数）指，威布尔援分布（三宏参数）刘正态分布暂存在的问穿题：不能采反映构件堡疲劳寿命身有一个大栗于等于零停的下限。豪5贞．回归方燕程，最小骨二乘法，它相关系数骄，起码值张6耐．两类损剧伤理论慌线性疲劳座积累损伤霉理论，非惠线性疲劳弟积累损伤娘理论糕Mine趣r猪理论，荷慧载作用的俗先后次序