目前疲劳的计算都是基于统计数据的,也就是说,哪怕在设计中结构的工作应力远低于疲劳极限,那也有失效的可能,只是概率比较低罢了。因为材料在宏观的表现是不稳定的。
在上图中,材料的载荷和耐久性都不稳定,如果把它们都看做某种概率分布的话(在计算中一般把材料特性看做韦伯分布,载荷看做是正态分布),那么两种分布的重叠区域就是当前载荷失效的概率。
但在实际中,恰恰很多时候我们关注的就是这种小概率事件,疲劳机理的研究如果能够改善材料的这种不确定的话,那么对疲劳的预测的准确性显然是极为有益的,如果材料的性能分布更为集中,那么设计者对其的把控当然更为有把握。
疲劳断裂是固体力学的基本问题,湍流计算是流体力学的基本问题。解决似乎有些遥远,哪怕在现有的理论上能有一些突破都是很困难的事情。而且这类工作吃力不讨好,跟种橡树一样,要长期的积累,都不一定能看到成材的那一天。就像希尔伯特回答为什么不尝试解决费马大定理一样,“我不会浪费时间在一个可能无法成功的数学问题上”。根据各种功利因素来考虑,专门解决这类问题对于我们这些普通人而言,还是太困难了些。
由此,研究疲劳失效机理是一件十分有意义的事,但是,能否有突破就因人而异了。