一、定义:
结构在载荷的重复作用下,引起性能的变化,造成应力远远低于材料的屈服极限,表现形式为突然断裂。
二、按疲劳寿命分类:
- 低周疲劳(LCF):循环应力次数较高,塑性应变起主导作用,断裂前的应力循环次数1e2~10e4,应力与应变呈非线性相关,又叫做应变疲劳
- 高周疲劳(HCF):当载荷的循环次数高的情况下发生>10e4,弹性应变起主导作用,应力与应变线性相关,又叫做应力疲劳。 (疲劳寿命:材料/结构直至破坏所受到的循环荷载的作用次数/时间)
三、应力疲劳曲线
AB段:表现为静应力强度阶段,使材料发生破坏的最大应力值基本不变,或者下降很小;
BC段:应力疲劳(低周疲劳)阶段,使材料发生破坏的最大应力值将不断下降,材料出现塑性变形
CD段:机械零件的疲劳大多发生在该区,为有限寿命疲劳阶段(10e4~10e7)
D点以后:无限寿命疲劳阶段,为一条水平线
(CD段、D点以后均属高周疲劳)
四、疲劳载荷(结构件在使用过程中承受的变化载荷,相应的力称为疲劳应力)
- 恒定载荷:所有峰值、谷值相等,且周期恒定的载荷
- 变幅载荷:峰值、谷值不一定相等,但周期恒定
- 随机载荷:峰值、谷值不一定相等,周期不恒定
五、疲劳载荷谱(载荷随时间变化的历程):
- 常幅谱(所有循环荷载的峰值和谷值相等的荷载-时间历程) 交变应力:构件中随时间做周期性变化的应力 应力循环:由最小应力Smin变化到最大应力Smax又回到最小应力Smin的过程 循环次数:应力循环重复变化的次数
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