本帖最后由 houbaomin0620 于 2013-9-2 13:20 編輯 & B7 D4 G% D3 i2 |! \, }
6 ]9 r* q7 l: b* [9 ?5 u機械零件材料的抗疲勞性能是通過試驗決定的,。即在材料的標準試件上加上循環(huán)特性為r的等幅變應力,,通常是加上循環(huán)特性為r=σmin/σmax=-1的對稱循環(huán)變應力或者r=0的脈動循環(huán)(也叫零循環(huán))的等幅變應力,,并以循環(huán)的最大應力σmax表征材料的疲勞極限,,通過試驗,,記錄出在不同最大應力下引起試件疲勞破壞所經(jīng)歷的應力循環(huán)次數(shù)N,,即可得到疲勞曲線,通稱σ— N 曲線,。
. Y% _ a9 Q2 F ` 加載過程如應力循環(huán)圖中實線oa部分所示,,它代表一個整循環(huán)oabcd的1/4。這實際上是靜加載的情況,,a點的值為材料的強度極限σB,。
$ d3 X4 q: |, x 靜應力強度(AB段):應力循環(huán)次數(shù)N≤1000以前,使材料試件發(fā)生破壞的最大應力值基本不變,,這時的變應力強度可看作是靜應力強度的狀況,。 低周疲勞(BC段):隨著循環(huán)次數(shù)的增加,使材料發(fā)生疲勞破壞的最大應力不斷下降,。觀察試件在這一階段的破壞斷口,,可見到材料已發(fā)生塑性變形的特征。C點相應的循環(huán)次數(shù)大約在10000左右,。這一階段的疲勞現(xiàn)象稱為應變疲勞,。由于應力循環(huán)次數(shù)相對很小,所以也叫做低周疲勞,。有些機械零件,,例如一次性使用的火箭發(fā)動機的某些零件、導彈殼體等,,在整個使用壽命期間應力變化次數(shù)只有幾百到幾千次,,故其疲勞屬于低周疲勞。但對絕大多數(shù)通用零件來說,,當其承受變應力作用時,,其應力循環(huán)次數(shù)總是大于10000的。所以本課程不討論低周疲勞問題,。 高周疲勞(CD段):CD段代表有限壽命疲勞破壞,。在此范圍內(nèi),試件經(jīng)過相應次數(shù)的變應力作用后總會發(fā)生疲勞破壞,。在D點以后,,如果σmax<σD 時,則無論應力變化多少次,材料都不會破壞,。故D點以后的水平線代表了試件無限壽命疲勞階段。這兩段曲線所代表的疲勞統(tǒng)稱高周疲勞,。大多數(shù)通用機械零件及專用零件的失效都是由高周疲勞引起的,。CD上任何一點所代表的材料的疲勞極限,均稱為有限壽命疲勞極限,,用符號σrN表示,。腳標r代表該變應力的循環(huán)特性,N代表達到疲勞破壞時所經(jīng)歷的應力循環(huán)次數(shù),。D點所代表的是材料的無限壽命疲勞極限,,也稱為持久疲勞極限,用符號σr∞表示,。
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