材料的力學(xué)性能(5)-文庫吧資料
2024-10-24 16:22本頁面
【正文】 不封閉，它的形狀隨循環(huán)數(shù)而改變。 應(yīng)變疲勞 疲勞壽命 疲勞裂紋形成壽命 Ni ( Fatigue Crack Initiation Life) 裂紋擴(kuò)展壽命 Np（ Crack Propagation Life） 關(guān)于應(yīng)變疲勞的基本假設(shè) 應(yīng)力集中 切口根部形成塑性區(qū) ,故疲勞裂紋總是在切口根部形成。 若在電子顯微鏡下觀察貝殼狀條紋 ， 可以看出它是由很多疲勞條帶組成的 。 注意 ， 不可將 疲勞條帶 與 宏觀疲勞斷口 上的 貝殼狀條紋 相混淆 。 圖 817 裂紋擴(kuò)展的塑性鈍化模型 上一頁 應(yīng)當(dāng)指出 ， 疲勞條帶只是在塑性好的材料 ， 尤其是具有面心立方晶格的鋁合金 、 奧氏體不銹鋼等的疲勞斷口上清晰地觀察到 。 疲勞條帶的形成的鈍化模型 由此可見，每加載一次，裂紋向前擴(kuò)展一段距離，這就是裂紋擴(kuò)展速率 da／ dN，同時(shí)在斷口上留下一 疲勞條帶 ，而且裂紋擴(kuò)展是在拉伸加載時(shí)進(jìn)行的。 ? 卸載時(shí)，拉應(yīng)力減小，裂紋逐漸閉合，裂紋尖端滑移方向改變 (圖 817(d))。 ? 當(dāng)拉應(yīng)力增大，裂紋張開，并在裂紋尖端沿最大切應(yīng)力方向產(chǎn)生滑移 (見圖 817(b))。 疲勞裂紋擴(kuò)展過程和機(jī)制 疲勞裂紋擴(kuò)可分為兩個(gè)階段。 在電子顯微鏡下可顯示出 疲勞條帶 。 第 I階段裂紋擴(kuò)展的距離一般都很小 ， 約為 2－ 3個(gè)晶粒 。 ? 第二相在循環(huán)加載，會(huì)形成沿晶裂紋。 ? 因?yàn)榫Ы缬凶璧K微裂紋長大和聯(lián)接的作用，因而有利于延長疲勞裂紋形成壽命和疲勞壽命。這必然是因?yàn)橄噜従Я?nèi)滑移系的取向不同。 ? 已形成的微裂紋在循環(huán)加載時(shí)將繼續(xù)長大。 ?這種滑移帶稱為持久滑移帶 (Persist Slip Band)。隨著循環(huán)數(shù)的增加，滑移帶增加。而且在循環(huán)滑移帶中會(huì)出現(xiàn) 擠出與擠入 ，從而在試件表面形成微觀切口。 ① 表面 滑移帶開裂 、 夾雜物與基體相界面分離 或 夾雜物本身斷裂 ，以及 晶界或亞晶界 開裂。 （ 89） 1 1??? ?? ?mjmj fjjjj Nndn 疲勞失效過程和機(jī)制 疲勞裂紋形成過程和機(jī)制 疲勞失效過程可以分為三個(gè)主要階段： ①疲勞裂紋形成， ②疲勞裂紋擴(kuò)展， ③當(dāng)裂紋擴(kuò)展達(dá)到臨界尺寸時(shí)，發(fā)生最終的斷裂。故有 即在變幅載荷下，疲勞總損傷度達(dá)到 ，發(fā)生疲勞失效。顯然，在恒幅載荷下，損傷度的臨界值為 。 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。 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。 0 10N3N2N1n3n2n1?3?2?1?log(Nf)圖 810 疲勞壽命曲線與累積損傷計(jì)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。 疲勞切口敏感度 疲勞載荷譜：按某種規(guī)律隨時(shí)間而變化的載荷曲線。 ? q =1， Kf = Kt ， 即表示對切口敏感 。 Nf=A39。 疲勞壽命曲線的數(shù)學(xué)
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