材料力学-第十章-疲劳强度的概念

unusub构件正常工作强度条件：塑性材料：脆性材料：n：安全因数u在周期性应力作用下，构件会产生裂纹或完全断裂，这种现象为“疲劳失效”。第10章疲劳强度的概念产生微裂纹——裂纹扩展——断裂断裂力学to应力循环：应力每重复变化一次，称为一个应力循环。完成一个应力循环所需的时间T，称为一个周期。一、交变应力10.1交变应力与疲劳失效交变应力：构件内随时间作周期性变化的应力。疲劳与疲劳失效：结构的构件在交变应力的作用下发生的破坏现象，称为疲劳失效，简称疲劳.mtmaxminoaamax：最大应力min：最小应力a：应力幅值m：平均应力maxminr循环特征：minmax21mminmax21aammaxamminmtmaxminoaa021minmaxmmaxminmax21a1maxminrt循环一次maxmin123411.对称循环2.脉动循环0min0maxminrmaxminmax2121mmaxminmax2121atO3.静载1maxminrmaxminmax21m021minmaxatOmax疲劳失效的特点构件在交变应力作用下失效时，具有如下特征：1）破坏时的最大应力值往往低于材料在静载作用下的屈服应力；2）构件在交变应力作用下发生破坏需要经历一定数量的应力循环；3）构件在破坏前没有明显的塑性变形预兆，即使塑性材料，也将呈现“突然”的脆性断裂；4）金属材料疲劳断裂断口上，有明显的光滑区域与颗粒区域。二、疲劳失效疲劳失效机理疲劳源裂纹扩展光滑区粗糙区脆断金属材料裂纹1979年，美国DE-10型飞机失事，死亡270人，原因螺旋桨转轴发生疲劳破坏，该型号飞机停飞一年，全面检修，是设计问题。疲劳破坏案例11981年初，欧洲北海油田“基尔兰”号平台覆灭，死亡123人，原因疲劳破坏，横梁在海浪的交变应力作用下，横梁承孔边裂缝，当时大风掀起7米巨浪，10105吨的浮台沉没于大海之中疲劳破坏案例21998年5月，德国高速列车出轨，原因列车大轴发生疲劳破坏。疲劳破坏案例3