關(guān)于疲勞
1. 疲勞的定義
材料在變動載荷和應變的長期作用下圃泡,因累積損傷而引起的斷裂現(xiàn)象,稱為疲勞愿险。
2. 變動載荷
指大小或方向隨著時間變化的載荷颇蜡,稱為變動載荷。
3. 變動應力
變動載荷在單位面積上的平均值拯啦≡璺耍可分為:規(guī)則周期變動應力和無規(guī)則隨機變動應力
4. 循環(huán)載荷(應力)的表征
最大循環(huán)應力:σmax
最小循環(huán)應力:σmin
平均應力:σm=(σmax+σmin)/2
應力幅σa或應力范圍Δσ:Δσ=σmax-σmin,σa=Δσ/2=(σmax-σmin)/2
應力比(或稱循環(huán)應力特征系數(shù)):r=σmin/σmax
5.?循環(huán)應力分類
按平均應力褒链、應力幅唁情、應力比的不同,循環(huán)應力分為:
對稱循環(huán)σm=(σmax+σmin)/2=0甫匹,r=-1甸鸟。屬于此類的有:大多數(shù)旋轉(zhuǎn)軸類零件惦费。
不對稱循環(huán)σm≠0。如:發(fā)動機連桿抢韭、螺栓:σa>σm>0薪贫,-1<r<0;σa> 0刻恭,σm<0瞧省,r<-1。
脈動循環(huán):σm=σa>0鳍贾,r=0(σmin=0) 如:齒輪的齒根鞍匾、壓力容器;σm=σa<0骑科,r=∞(σmax=0) 如:軸承(壓應力)
波動循環(huán):σm>σa橡淑,0<r<1,σmin>0 ? 如:發(fā)動機氣缸蓋咆爽、螺栓梁棠。
隨機變動應力:應力大小、方向隨機變化斗埂,無規(guī)律性符糊。?如:汽車、飛機零件蜜笤、輪船濒蒋。
二
疲勞破壞的特點
在變動載荷作用下,材料薄弱區(qū)域逐漸發(fā)生損傷把兔,損傷累積到一定程度→產(chǎn)生裂紋沪伙,裂紋不斷擴展→失穩(wěn)斷裂。
特點是:從局部區(qū)域開始的損傷县好,不斷累積围橡,最終引起整體破壞。
潛藏的突發(fā)性破壞缕贡,脆性斷裂(即使是塑性材料)翁授。
屬低應力循環(huán)延時斷裂(滯后斷裂)。
對缺陷十分敏感(可加速疲勞進程)晾咪。
三
疲勞破壞的分類
1. 按應力狀態(tài)
彎曲疲勞收擦、扭轉(zhuǎn)疲勞、拉壓疲勞谍倦、接觸疲勞塞赂、復合疲勞。
2. 按應力大小和斷裂壽命
N>105昼蛀,б<бs ? 高周疲勞→低應力疲勞
N=102~105宴猾,б≥бs? ?低周疲勞→高應力疲勞