强度理论变幅载荷疲劳寿命预测课件

强度理论变幅载荷疲劳寿命预测课件•

强度理论基础•

变幅载荷下材料性能分析•

疲劳裂纹萌生与扩展过程研究•

强度理论在变幅载荷疲劳寿命预测中应用•

实验验证与结果讨论•

工程应用案例分享及启示意义CHAPTER强度理论基础强度概念及分类强度定义指材料或结构在受到外力作用时，抵抗变形和破坏的能力。通常用应力、应变等参数进行描述。强度分类包括静强度、疲劳强度、断裂强度等。静强度指材料或结构在静态载荷作用下的承载能力；疲劳强度指材料或结构在交变载荷作用下抵抗疲劳破坏的能力；断裂强度指材料或结构在裂纹扩展过程中抵抗断裂的能力。弹性力学基本原理弹性变形泊松比指材料在受到外力作用后，能够恢复原来形状和尺寸的变形。弹性变形遵循胡克定律，即应力与应变成正比。描述材料在受到拉伸或压缩时，横向收缩或膨胀的程度。泊松比越大，材料的横向变形越明显。弹性模量描述材料抵抗弹性变形的能力，包括杨氏模量、剪切模量等。弹性模量越大，材料的刚度越高，抵抗变形的能力越强。塑性力学基本原理塑性变形屈服强度加工硬化指材料在受到外力作用后，不能恢复原来形状和尺寸的变形。塑性变形通常伴随着材料微观结构的改变和加工硬化现象。描述材料开始发生塑性变形的应力值。当应力超过屈服强度时，材料进入塑性阶段，变形不再遵循胡克定律。指材料在塑性变形过程中，随着变形量的增加，材料的硬度和强度逐渐提高的现象。加工硬化是提高材料强度和抵抗继续变形的重要手段。CHAPTER变幅载荷下材料性能分析循环应力-应变曲线特点循环软化/硬化现象应力幅值历史依赖性棘轮效应滞后回线及能量耗散机制滞后回线能量耗散机制微观组织结构与疲劳性能关系第二相粒子影响晶粒尺寸影响残余应力影响CHAPTER疲劳裂纹萌生与扩展过程研究裂纹萌生条件及影响因素萌生条件影响因素材料性质、载荷类型、环境介质、温度等。裂纹扩展速率模型建立裂纹扩展速率与应力强度因子关系裂纹扩展寿命预测断口形貌观察与断裂机制分析断口形貌观察断裂机制分析CHAPTER强度理论在变幅载荷疲劳寿命预测中应用局部应力应变法预测模型构建局部应力应变法原理010203局部应力应变法预测步骤局部应力应变法优缺点名义应力法预测模型构建名义应力法原理名义应力法预测步骤名义应力法优缺点损伤容限设计方法介绍损伤容限设计原理考虑构件在使用过程中可能出现的裂纹或损伤，通过设计使构件在损伤容限内仍能安全使用。损伤容限设计方法确定设计载荷、计算裂纹扩展寿命、进行损伤容限评定、校核剩余强度等。损伤容限设计优缺点优点在于可以提高结构的安全性和可靠性，缺点在于需要进行大量的分析和试验验证。CHAPTER实验验证与结果讨论试样制备和实验条件设置010203试样材料选择试样尺寸与形状实验条件设置数据处理方法和结果展示形式选择数据处理方法结果展示形式选择结果讨论与误差来源分析结果讨论根据实验结果，分析疲劳寿命预测模型的准确性和可靠性，探讨模型在不同条件下的适用性。误差来源分析分析实验过程中可能产生误差的来源，如试样制备、实验条件设置、数据处理等方面，提出改进措施以提高预测精度。CHAPTER工程应用案例分享及启示意义航空航天领域应用案例介绍飞机结构疲劳寿命预测1航空发动机叶片疲劳分析23航天