疲劳与断裂 第八章 疲劳裂纹扩展ppt课件

1、lg da/dN1 2 310-5 -610-9lg ( K)D DcK=(1-R)D DK=(1-R)KmaxthD D Kda/dN-K曲线可以描画疲劳裂纹扩展性能。曲线可以描画疲劳裂纹扩展性能。D DK Mpa.m1/2 4 10 20 40lgda/dN (m/c)-9-8-7-6碳钢碳钢R=0.05D DK Mpa.m1/2 thKR=0.8 0 -1 lgda/dND Dlg( K)D DthKR=0.8 0 -1 lgda/dND Dlg( K)D DthKR=0.8 0 -1 lgda/dND Dlg( K)D D0 .2 .4 .6 .8 1.087654321低碳钢低碳钢低

2、合金钢低合金钢不锈钢不锈钢A517-F9301A508CA533B 不同钢材的不同钢材的R-Kth 关关系系R Kth Mpa.m1/2有阅历关系为：有阅历关系为： Kth= K0th(1-R)Koth是是R=0时的根本门时的根本门槛应力强度因子幅度。槛应力强度因子幅度。参数参数、由实验确定。由实验确定。图中钢材的下限为：图中钢材的下限为： Kth=7.03(1-0.85R)lg (da/dN)0.7111049801000030Cr WMoVlg ( K)2D Df(次次/分分)腐蚀介质作用下，裂纹可在低于腐蚀介质作用下，裂纹可在低于K1C时发生扩展。时发生扩展。试件加载到试件加载到K1，置

3、于腐蚀介质中。记录裂纹开场，置于腐蚀介质中。记录裂纹开场扩展的时间扩展的时间tf。K1 K1scc，tf，(约约1000小时小时)。K1scc是应力腐蚀开裂门槛值。是应力腐蚀开裂门槛值。K1K1scc不发生应力腐蚀开裂。不发生应力腐蚀开裂。K1K1cK1scc0tf(da/dN)CF与与K的关系如图，可分为三类：的关系如图，可分为三类：(1-R)KcthCFD Dda/dNKKAA类类 ；(K)thCFKth腐蚀使腐蚀使(da/dN)CF普遍普遍加快，如铝合金加快，如铝合金在淡水中。在淡水中。B1sccD Dda/dN(1-R)KK(1-R)KcB类：类：KmaxK1scc, 腐腐蚀蚀 使使d

4、a/dN)CF。马氏体镍在干氢中马氏体镍在干氢中.1sccD Dda/dN(1-R)KKC(1-R)KcC类：类：AB混合型混合型 如高强钢如高强钢在盐水中。在盐水中。加载频率越低，腐蚀过程越充分，加载频率越低，腐蚀过程越充分，(da/dN)CF(da/dN)CF越快。越快。a (mm)a0ND D s=const.s=const.R=0DaDai iDNiDNilgda/dNlg(DK)L=4WW 三点弯曲三点弯曲2孔f 0.25WDPDPDPDPW1.25W1.2W0.55W中心裂纹中心裂纹DsDsBDsDsBWDPDPDPDPW1.2Wh级降载。级降载。lg da/dN1 2 310-5

5、 -610-9lg ( K)D DDD=)ln()(111) 15 . 0 ()(1015 . 015 . 00aafCaamfCNCmmCmmCssm=2m2 应力疲劳法应力疲劳法 应变疲劳法应变疲劳法 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 KKth临界裂纹：临界裂纹： Kmax=KcParis公式：公式： da/dN =C(K)m 应力疲劳法应力疲劳法 应变疲劳法应变疲劳法 断裂力学法断裂力学法优优点点1、资料参数、资料参数 少，易于少，易于 获取。获取。2、分析方法、分析方法 简单。简单。3、有大量的、有大量的 数据积累数据积累 应力疲劳法应力疲劳法 应变疲劳法应变疲劳法 断裂力学法断裂力学法缺缺点点 应力疲劳法应力疲劳法 应变疲劳法应变疲劳法 断裂力学法断裂力学法应应用用Schijve的实验结果的实验结果:2024-T3铝铝, .施加了三次施加了三次高载后，寿命延伸高载后，寿命延伸4倍。倍。a (mm)100501050 10 20 30 4042024-T3铝铝N(10 )ts s 16.16 2