材料力学性能第五章-金属的疲劳.pptxVIP

第五章 金属的疲劳; ;金属“疲劳”一词，最早是由法国学者J-V彭赛（Panelet）于1839年提出来的。 1850年德国工程师沃勒（A.Woler)设计了第一台用于机车车轴的疲劳试验机，用来进行全尺寸机车车轴的疲劳试验。 1871年沃勒系统论述了疲劳寿命和循环应力的关系，提出了S-N曲线和疲劳极限的概念，确立了应力幅是疲劳破坏的决定因素，奠定了金属疲劳的基础。;金属疲劳是十分普遍的现象，例如火车的车轴是典型的承受弯曲疲劳，汽车的传动轴主要是承受扭转疲劳等。 据150多年来的统计，金属部件中有80％以上的断裂是由于疲劳而引起的，极易造成人身事故和经济损失，因此认识疲劳现象、研究疲劳破坏规律、提高疲劳抗力、防止疲劳失效是非常重要的。;1998年6月3日，德国发生了一起惨重的铁路交通事故。一列高速列车脱轨，造成100多人遇难。;;8;9;10;11;12;13;14;15;16;17;18;“彗星”号是世界上第一种正式投入航线运营的民用喷气客机。然而从1953年5月至1954年4月的11个月中，竟有３架“彗星号”客机在空中解体，机毁人亡。事故分析表明，其中两次空难的原因是飞机密封座舱结构发生疲劳所致，飞机在多次起降过程中，其增压座舱壳体经反复增压与减压，在矩形舷窗窗框角上出现了裂纹引起疲劳断裂。针对这个问题，英国德·哈维兰公司对“彗星”号飞机进行了改进设计，加固了机身，采用了椭圆形航窗，使疲劳问题得到很好的解决。 “彗星号”客机悲剧是世界航空史上首次发生的因金属疲劳而导致飞机失事的事件，从此，在飞机设计中将结构疲劳极限正式列入强度规范加以要求。 ;飞机舷窗;21;22;23;24; 2002年5月25日，台湾华航的一架波音747客机在执行台北到香港的CI611航班途中，坠毁于澎湖外海，机上225名乘客与机组人员全部遇难。经调查证实，失事原因是金属疲劳断裂，金属疲劳裂纹竟源自1980年2月7日飞机起飞时擦地产生的刮痕。后来飞机进行维修时，刮痕并未刨光即补上补钉，金属疲劳裂纹就沿着刮痕产生。 ;26;27;28;1998年6月3日，德国艾舍德高速列车脱轨事故中的车轮轮缘疲劳断口;30;31;32;33;34;35;36;37;38;39;40;41;42;43;44;45;疲劳试样; 板材纯???曲疲劳试验示意图;48;49;50;;52;53;54;55;56;57;58;59;60;61;62;63;64;65;66;67;68;69;70;71;72;73;74;75;76;77;78;材料在交变载荷作用下，疲劳寿命为102～105次（即大应力低周次）的疲劳断裂。 如：飞机起落架起飞和降落时（寿命只有几千次），压力容器周期的升压和降压。 低周疲劳和高周疲劳的区分，大约以105周次为界，这是个很粗略的界限。;80;81;82;83;84;85;86;87;88;89;90;91;92;93;94;95;96;97;98;99;100;101;102;103;104;105;106;107;108;109;110;111;112;113;114;115;116;117;118;119;120;121;122;123;124;125;126;127;128;129;130;131;132;133;134;135;136;137;138;139;140;141;142;143;144;145;146;1987年10月8日，进口的一架黑鹰直升机发生机毁人亡事故，中美双方专家联合进行失效分析，但对事故原因僵持不下。后来，我方专家组在直升机尾桨轴上发现一道难以察觉的金属刀痕，经电子显微镜及光谱分析后，证实是这道出厂时未检测出来的刀痕令金属疲劳及断裂导致机毁人亡，美方向中方赔偿300万美元，这也是中国进口军用飞机以来，首次成功向外商索偿，而且维护了我们国家的威望。;就是这里。;149;150;151;152;153;154;155;喷丸;157;158;159;160;161;162;163;164;165;166;167;168;169;170;171;172;173;174;175;176;177;178;179;180;181;182;183;184;185;186;187;188;189;190;191;192;193;194;195;196;197;198