金属的力学性能-第5章__金属的疲劳 2

1、1/69 2/69 3/69 4/69 5/69 a)、 e)交变应力 b)、c)、d)重复循环应力 6/69 max min maxmin 1 () 2 m maxmin 1 () 2 a min max r 7/69 对称交变应力对称交变应力 脉动应力脉动应力不对称交变应力不对称交变应力 波动应力波动应力 m=0，r=-1 ma，0r1 -1r0，r=0 m=a0，r= 8/69 9/69 10/69 11/69 12/69 13/69 14/69 15/69 16/69 17/69 18/69 19/69 20/69 21/69 22/69 23/69 -1 对称弯曲疲劳极限 24/69

2、 25/69 26/69 1 1、极限循环振幅图、极限循环振幅图(a am m疲劳图疲劳图) ) max maxmin maxmin 1 () 1 r 2 tan 1 1r () 2 a m 分子和分母同除 rBaBmB 27/69 2、极限循环应力图、极限循环应力图(max(min)m疲劳图疲劳图) 已 知 r ， 就可知。 从图中做 出 角 ， 直线与曲 线AHB的 交点H的 纵坐标纵坐标即 为 r 所 对 应的疲劳 极限。 max maxmax maxmin 22 tan 1 m r 分子分母同除 出发点： 用某一应 力比下的 max表示 该应力比 下的疲劳 极限r。 脆性材料 的如右图

3、。 28/69 29/69 30/69 31/69 图5-3 过载损伤界 不同过载 应力水平 和相应的 开始降低 疲劳寿命 的应力循 环周次， 这些点的 连 线 - 过 载损伤界 在过载应 力作用下， 经历一定 的循环周 次发生断 裂，这些 点 连 线 - 过载持久 值线 32/69 33/69 1-K 1-K q t f f -1 f -1N K 1 max t K1 无缺口 有缺口 Kt理论应力集中系数（查手册） Kf疲劳缺口系数 f q 平均应力 34/69 35/69 图5-5 疲劳裂纹扩展速率曲线 疲 劳 裂 纹 的 每 次 微 小 扩 展 类 似 于 裂 纹 体 小 区 域 的 断

4、 裂 过 程。 K就是 裂 纹 尖 端 控 制 裂 纹 扩 展 的 复 合 力 学 参量。 36/69 37/69 回 顾 应回 顾 应 力 场 强力 场 强 度 因 子度 因 子 的 表 达的 表 达 式：式： KYa maxminmaxmin KKKYaYaYa 扩展速率不仅与应力有关，而且与裂扩展速率不仅与应力有关，而且与裂 纹尺寸有关，复合力学参量。纹尺寸有关，复合力学参量。 可建立由K起控制作用的da/dN-K曲线。 38/69 39/69 2 2 (1) (2) (3) 1 () th th th KYaK K Ya K a Y 不发生疲劳断裂的校核公式 无限寿命时的承载能力 裂纹的允许尺寸 Kth的应用的应用 裂纹件的裂纹件的 疲劳强度疲劳强度 校核及裂校核及裂 纹件的设纹件的设 计。计。 40/69 41/69 42/69 43/69 44/69 45/69 46/69 挤出和侵入的柯垂尔挤出和侵入的柯垂尔-赫尔的交叉滑移模型赫尔的交叉滑移模型 反方向滑移台阶 47/69 48/69 49/69 50/69 图5-9 疲劳条带 51/69 52/69 53/69 54/69 55/69 56/69 回火索氏体回火索氏体 回火屈氏体回火屈