疲劳与断裂-课程总结教学内容

1、第一页，共27页。第二页，共27页。第三页，共27页。导出量：导出量： 平均应力平均应力 Sm=(Smax+Smin)/2 应力幅应力幅 Sa=(Smax-Smin)/2 应力变程应力变程 DS=Smax-Smin 应力比或循环特性应力比或循环特性(txng)参数参数 R=Smin/Smax3) 基本量：基本量： Smax， SminSSmax0SmintSmSaSa第四页，共27页。裂纹源裂纹扩展区海滩条带最后断裂区裂纹源裂纹扩展区海滩条带最后断裂区第五页，共27页。 由断口由断口(dunku)可分析裂纹起因、扩展信息、临界可分析裂纹起因、扩展信息、临界裂纹尺寸、破坏载荷等，是失效分析的重要

2、依据。裂纹尺寸、破坏载荷等，是失效分析的重要依据。第六页，共27页。e ee ee es ss saeapaaanEK= =+ += =+ + ()1D DD DD DD DD De ee ee es ss s= =+ += =+ + epnEK221()：eeess=+=+epnEK()1第七页，共27页。第八页，共27页。第九页，共27页。21)(12 yspKrRs sapap= = = = =221a a(7-4)第十页，共27页。lg da/dN1 2 310-5 -610-9lg ( K)D DcK=(1-R)D DK=(1-R)KmaxthD D K第十一页，共27页。第十二页，

3、共27页。第十三页，共27页。 S ，R=-1 基本疲劳性能基本疲劳性能 S-N曲线曲线实验研究实验研究平均应力的影响平均应力的影响 GoodmanGoodman直线直线 缺口影响缺口影响尺寸、光洁度尺寸、光洁度 等影响等影响 构件构件S-NS-N曲线曲线（各种修正）（各种修正） Miner累积损伤理论累积损伤理论 雨流计数法雨流计数法第十四页，共27页。第十五页，共27页。第十六页，共27页。循环循环响应响应计算计算e ea和和s sm稳稳态态环环估算估算寿命寿命 2N2N已知已知 、历历程程(lch(lchng)ng)第十七页，共27页。第一次加载，由第一次加载，由s sa- -e ea曲

4、线描述，已知曲线描述，已知e ea算算s sa。依据计算数据依据计算数据( (e ei , ,s si ), ), 画出画出s-s-e e响应曲线。响应曲线。第十八页，共27页。Neuber双曲线双曲线应力应力-应变关系应变关系已知已知、S 或或e应 力应 力 - 应应变变(yngbin)关系关系 联立求解联立求解 s s和和e e第十九页，共27页。联立求解联立求解DsDs、DeDe。第二十页，共27页。第二十一页，共27页。第二十二页，共27页。afK= =p ps s中心裂纹宽板中心裂纹宽板 f=1；单边裂纹宽板单边裂纹宽板 f=1.12临界裂纹尺寸：临界裂纹尺寸：2max)(1spfKaCC=积分得：积分得：D-D=-)ln()(111) 15 . 0()(1015 . 015 . 00aafCaamfCNCmmCmmCpspsm=2m2第二十三页，共27页。 应力疲劳法应力疲劳法 断裂力学法断裂力学法方方法法 (n/N)B (n/N)Ae ee ee eaeapa= =+ += =s se efbfcENN + + ()()22SSy;rpa,裂纹不扩展裂纹不扩展: D DKD DKth临界裂纹：临界裂纹： Kmax