材料的力學(xué)性能(5)-文庫吧
2024-10-03 16:22 本頁面
【正文】 內(nèi)，試件的疲勞壽命長，故可將高循環(huán)疲勞稱為長壽命疲勞。 (3)無限壽命區(qū) 或安全區(qū) 試件在低于某一臨界應(yīng)力幅 σac的應(yīng)力下，可以經(jīng)受無數(shù)次應(yīng)力循環(huán)而不斷裂，疲勞壽命趨于無限；即 σa≤σac， Nf →∞ 。故可將 σac稱為材料的理論疲勞極限或耐久限。在絕大多數(shù)情況下， SN曲線存在一條水平漸近線，其高度即為 σac.（見圖 83）。 疲勞極限 ：在指定的疲勞壽命下，試件所能承受的上限應(yīng)力幅值。指定壽命通常取 Nf=107 cycles。在應(yīng)力比 R=1時測定的疲勞極限記為 σ 1。測定疲勞極限最簡單的方法是所謂的單點試驗法。 常采用升降法測定疲勞極限。 工程上的定義 疲勞極限及其實驗測定 疲勞極限 ：試件可經(jīng)受無限的應(yīng)力循環(huán)而不發(fā)生斷裂，所能承受的上限循環(huán)應(yīng)力幅值。 非對稱循環(huán)應(yīng)力下的疲勞 大多數(shù)機械和工程結(jié)構(gòu)的零件，是在非對稱循環(huán)應(yīng)力下 服役的。 實質(zhì)是研究平均應(yīng)力或應(yīng)力比對疲勞壽命的影響。 疲勞壽命曲線的數(shù)學(xué)表達(dá)式 在高循環(huán)疲勞區(qū)，當(dāng) R＝ 1時，疲勞壽命與應(yīng)力幅間的關(guān)系可表示為： 式中 A’是與材料拉伸性能有關(guān)的常數(shù)。 當(dāng) σa≤σac， Nf→∞ ，從而表明了疲勞極限的存在。 Nf=A39。(σaσac)2 (82) ? 光滑試件的疲勞極限 σ1 ? 切口試件的疲勞極限 σ1n ? 疲勞強度縮減系數(shù) Kf ? Kf=σ1/σ1n ? 疲勞切口敏感度 q ? q =(Kf 1)/(Kt 1) (88) ? q =0， Kf =1， 疲勞極限不因切口存在而降低 ， 即對切口不敏感 。 ? q =1， Kf = Kt ， 即表示對切口敏感 。 圖 87 應(yīng)力集中對高強度鋁合金 LC9疲勞壽命的影響 實驗表明， q 之值隨材料強度的升高而增大，這說明高強度材料的疲勞切口敏感度較高。 疲勞切口敏感度 疲勞載荷譜：按某種規(guī)律隨時間而變化的載荷曲線。 圖 89 疲勞載荷譜示意圖 累積疲勞損傷 變幅載荷 圖 89 示意地表示零件所受的變幅應(yīng)力。 0 10N3N2N1n3n2n1?3?2?1?log(Nf)圖 810 疲勞壽命曲線與累積損傷計算示意圖 如何根據(jù) 等幅 載荷下測定的 SN曲線，估算 變幅 載荷下的疲勞壽命。常用的是 Miner線性累積傷定則 。 若循環(huán) n1次 , 則造成的損傷度為 n1D1； 若在應(yīng)力幅 σ2下循環(huán) n2次 , 則造成的損傷度為 n2D2=n2/Nf2。 在理論疲勞極限以下，由于 Nf →∞ ，所以損傷度為零，即不造成損傷。 簡述如下： 設(shè)試件在循環(huán)應(yīng)力 σ1下的疲勞壽命為 Nf1，若在該應(yīng)力幅下循環(huán) 1次，則勞壽命縮減的分?jǐn)?shù)為 1／ Nf1 ，即造成的損傷度為 D1， D1=1/Nf1。 當(dāng)總損傷度達(dá)到臨界值時，發(fā)生疲勞失效。顯然，在恒幅載荷下，損傷度的臨界值為 。 若零件所受的變幅載荷有 m級，則在不同級的循環(huán)應(yīng)力下所造成的總損傷度為 jmjj Dn?? 1 若將恒幅加載看
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