S-N 疲劳寿命预测法：加载型式影响

你知道一个受等幅对称弯曲应力和一个受等幅对称拉伸应力钢棒的疲劳寿命哪一个长吗？

在拉伸交变载荷和弯曲交变载荷下，弯曲交变载荷的寿命更长。‌ 这是因为弯曲交变载荷对材料的损伤积累相对较慢，从而延长了材料的疲劳寿命‌。

答案当然是：受等幅对称拉伸应力钢棒的疲劳寿命短！

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【科普知识】

疲劳损伤机理

疲劳是零件由循环载荷引起的局部损伤的过程，这是一个包括零件裂纹萌生，裂纹扩展，裂纹最终断裂组成的累积过程所导致的综合结果。在循环加载期间，在最高应力区域发生局部塑型变形，这种塑型变形引起零件的永久损伤和裂纹扩展。随着零件所承受的加载循环次数不断增加，裂纹长度（损伤）随之增加，达到一定循环次数后，裂纹将导致零件失效（断裂）。

通常，疲劳过程可以看到以下几个阶段:裂纹成核，宏观裂纹扩展，最终断裂。

裂纹在接近高应力集中的局部剪切面上启裂，如稳定滑移带，夹杂物，疏松或晶粒不连续分布等。一旦裂纹成核并且持续施加循环载荷，裂纹就会沿着最大切应力面和通过晶粒边界扩展。钢制件的裂纹的裂纹萌生阶段一般占疲劳寿命的大部分，特别是在高周疲劳状态下，在低周疲劳状态下，疲劳寿命的大部分时间耗费在裂纹扩展阶段。