结构的失效形式有多种,其中当结构在长期循环载荷作用下会出现的失效称为疲劳。疲劳会影响结构的使用寿命,所以在实际进行设计时应尽量避免这种情况发生。
1)萌生;裂纹萌生是指材料在多次循环载荷作用下,在微观状态下发生损伤;
2)扩展;裂纹扩展是指裂纹在不断增长;
3)断裂;裂纹无法继续承受峰值载荷的作用,断裂发生。
2和3两个阶段通常属于断裂力学,疲劳主要适用于第1个阶段。
裂纹的三个阶段
根据载荷循环的次数,一般将疲劳分为低周疲劳和高周疲劳,两者之间并没有明显的界定,一般以数万次循环来区分。
高周疲劳情况下,材料的应力较低,因此应力-应变关系可认为是线弹性的。低周疲劳会含有一些非线性,材料应力-应变关系呈现滞回特性。
S-N曲线
2)提高加工质量。如精加工;
3)提高表面强度。如对金属材料进行喷丸等。
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