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什么是低周疲劳、高周疲劳?什么是应力疲劳、应变疲劳?

[ 发布日期:2018-08-06 点击:72 来源:中国船舶重工集团公司第725研究所检测服务平台 【打印此文】 【关闭窗口】]

为便于分析研究,常按破坏循环次数的高低将疲劳分为两类:

①高循环疲劳(高周疲劳)。作用于零件、构件的应力水平较低 ,破坏循环次数一般高于104105的疲劳 ,弹簧、传动轴等的疲劳属此类。

②低循环疲劳(低周疲劳)。作用于零件、构件的应力水平较高 ,破坏循环次数一般低于104105的疲劳,如压力容器、燃气轮机零件等的疲劳。

应力疲劳

实践表明,疲劳寿命分散性较大,因此必须进行统计分析,考虑存活率(即可靠度)的问题 。具有存活率p(如95%、99%、99.9%)的疲劳寿命Np的含义是 :母体(总体)中有p的个体的疲劳寿命大于Np。而破坏概率等于( 1 p ) 。

常规疲劳试验得到的S-N曲线是p50%的曲线 。对应于各存活率的pS-N曲线称为p-S-N曲线。

低周疲劳:又称条件疲劳极限,或“低循环疲劳”。参照零件工作周期可能作用的次数下能承受的应力极限值。(可以有效发挥材料的作用)。

疲劳

材料在循环应力和应变作用下,在一处或几处逐渐产生局部永久性累积损伤,经一定循环次数产生裂纹或突然发生完全断裂的过程。根据循环荷载的幅值和频率,疲劳可以分为等幅疲劳、变幅疲劳和随机疲劳;根据材料破坏前所经历的循环次数(即寿命)以及疲劳荷载的应力水平,疲劳又可以分为高周疲劳、低周疲劳和亚临界疲劳。

应力疲劳

疲劳寿命

疲劳破坏时所经历的应力、应变循环次数。

疲劳极限

指定基数下的中值疲劳强度,对当循环基数为其他值时,称为该循环基数下的条件疲劳极限,有时简称为该循环基数下的疲劳强度。

疲劳累积损伤

谱荷载下疲劳损伤的积累。线性损伤时常用循环比的和表示,即D= ΣCi,其中Ci为第i级应力水平下的循环比。

疲劳破坏准则

疲劳破坏时应力空间或应变空间破坏包络面的数学表达式。可供工程中疲劳计算分析时使用,但它不解决对疲劳破坏的物理和力学机理的认识。

应力疲劳

S-N曲线

又称应力一寿命曲线,是疲劳过程中所施加的应力水平与至破坏的循环次数即寿命之间的关系曲线。S代表应力水平,可以是循环过程中的最大应力、应力幅等,N表示寿命,可以用线性寿命,也可以用对数寿命。S-N曲线由德国人Wohler最先提出并使用,所以又被称为Wohler曲线。通常所说的S-N曲线的N是具有50%的保证率的,即所谓的中值疲劳寿命。

应力疲劳

应力疲劳又称“高周疲劳”。高周疲劳是指材料在低于其屈服强度的循环应力作用下,经10000-100000 以上循环次数而产生的疲劳。高周疲劳的特点是作用于零件或构件的应力水平较低。如弹簧、传动轴等零件或构件的疲劳即属此类。

应变疲劳

材料、零件、构件在接近或超过其屈服强度的循环应力作用下,经小于105次塑性应变循环次数而产生的疲劳。

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