4 材料的疲劳与断裂 2014.10.14.pdf

4 材料的疲劳与断裂 4 材料的疲劳与断裂 Fatigue Fracture Fatigue Fracture 4.1 疲劳概述 (introduction) 4.1 疲劳概述 (introduction) 什么是疲劳？ 什么是疲劳？ 4.1.1 扰动（变动）应力 4.1.1 扰动（变动）应力 疲劳断裂破坏的严重性 疲劳断裂破坏的严重性 4.1.2 疲劳破坏的特点 4.1.2 疲劳破坏的特点 4.1.3 疲劳宏观断口 4.1.3 疲劳宏观断口 2014-10-24 wzhuoyt 1 何谓疲劳？ 疲劳:特指材料或构件在应力或应变反 复作用下发生损伤和断裂的现象。 疲劳断裂是最常见的破坏形式。各类机 件破坏中80%~90%属于疲劳断裂。 疲劳断裂通常发生在远低于材料静强度 的变动应力条件下出现，而且破坏前不 发生明显塑性变形，难以检测和预防。 造成的危害大。 2014-10-24 wzhuoyt 2 什么是材料的疲劳？ 1939年法国工程师poncelet J.V 在巴黎大学讲课时首先使用“疲劳”这一 术语，用来描述材料在循环载荷作用下 承载能力逐渐耗尽以致最后突然断裂的 现象。 2014-10-24 wzhuoyt 3 什么是材料的疲劳？ 在某点或某些点承受扰动应力，且在 足够多的循环扰动作用之后形成裂纹 (损伤)或完全断裂的材料中所发生的 局部的永久性结构变化的发展过程， 称为疲劳。 2014-10-24 wzhuoyt 4 2014-10-24 wzhuoyt 5 具体疲劳断裂的表现形式 机械疲劳：外加应力/应变波动造成的。 蠕变疲劳：循环载荷与高温联合作用下的疲 劳。 热机械疲劳：循环受载部件的温度变动时材 料的疲劳。 腐蚀疲劳：在侵蚀性化学介质或致脆介质环 境中施加变动载荷引起的疲劳。 磨损疲劳：接触疲劳、微动疲劳、 电致疲劳 2014-10-24 wzhuoyt 6 疲劳的分类 （细化） 1． 按试样破断时应力（应变）循环周次高低分： 低周疲劳试验、高周疲劳试验。失效循环周次 大于5X104的称为高周疲劳试验，小于5X104的 称为低周疲劳试验。 2 ． 按试验环境分：室温疲劳试验、低温疲劳试 验、高温疲劳试验、热疲劳试验、腐蚀疲劳试 验、接触疲劳试验、微动磨损疲劳试验等。 3． 按应力的加载方式分：拉-压疲劳试验、弯 曲疲劳试验、扭转疲劳试验、复合应力疲劳试 验。 2014-10-24 wzhuoyt 7 疲劳的分类 4 ． 按应力循环的类型分：等幅疲劳试验、变频疲 劳试验、程序疲劳试验、随机疲劳试验等。 5． 按应力比分：对称疲劳试验，非对称疲劳试验。 非对称疲劳试验又可以分为单向、双