疲劳与断裂绪论.ppt

材料的疲劳与断裂 主讲： 王 泓 材料科学与工程学院 c．材料疲劳寿命的不确定性和复杂性。 （2～3个数量级的分散性！！！） 3． 学科发展历史回顾 1840’s 晶化理论： 1860 W?hle提出应力－寿命曲线（S-N曲线，W?hler曲线），耐久极限（疲劳极限） 1910 Basquin提出描述S-N曲线的公式（Basquin公式） 1954 Coffin和Manson提出应变－寿命曲线（?－N曲线）和描述公式（Coffin－Manson公式） 1961 Paris提出用应力强度因子幅描述疲劳裂纹扩展 4．学科特点： 是一门实践性很强的科学。来源于实践，应用于实践。 彗星的设计者们曾相信: “机舱在两倍的服役压力下进行试验不出问题，则在服役中是安全的。” 英国德?哈维兰飞机设计公司彗星号客机事件：空中爆炸解体： 1953年5月2日印度加尔哥达 1954年1月10日罗马 1954年4月8日罗马 沉重的代价（美英民用航空业近半个世纪的兴衰）证明这种见解是错误的。 5．学习本门课程前应具备的基础专业知识 “材料科学基础（金属学）” “材料力学” “材料的力学性能” “断裂力学” 6． 学习的思路和方法 由简单到复杂，由理想状态到实际存在。 （载荷：由静载到动载,由单次加载到往复加载；材料：由理想材料到实际材料—含缺陷材料；试样：由光滑试样到缺口试样再到含裂纹试样） 当然，对前期必备的一些基础知识要进行简单介绍或复习。 （第一、二、三章：材料力学性能；第四章：断裂力学；第五、六、七、八、九、十、十一章：材料疲劳） * * 西北工业大学学位研究生课程（04605） 绪 论 1、主要研究内容： 研究各种实际材料（非理想材料、非构件）在应力或应变的反复作用下（非静加载）发生失效（断：断开、裂：裂纹）的微观过程和宏观规律。 a．在材料的各种失效形式中，疲劳失效的后果是最为严重的，对于航空业尤为如此。 （服役应力远低于材料的屈服强度，却产生了突然的断裂，而断裂前却无明显的征兆。－－低应力脆断） （较之与静加载和一次性过载会产生变形、腐蚀会产生腐蚀产物、磨损会产生痕迹和阻力等） 2．研究意义（重要性）： b．在材料的各种失效形式中，疲劳失效的现象是最为普遍的。 （全球每年使用失效的工程材料90％以上与疲劳相关，70％以上的失效是由疲劳载荷直接造成） *