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二、疲勞及疲勞壽命

1、靜應力：靜應力就是應力的大小和方向不隨時間而改變。

2、交變應力：它是指應力的大小和方向隨時間呈周期性的變化的應力。

3、疲勞壽命：材料在疲勞破壞前所經(jīng)歷的應力循環(huán)數(shù)稱為疲勞壽命。

三、疲勞壽命曲線

1、疲勞壽命曲線：就是 S-N曲線

(1)種類：應力—壽命曲線(σ—N曲線)，應變—壽命曲線(δ—N曲線)。

(2)數(shù)學表達式：

(8-7)

式中：m、C——材料常數(shù)。

2、小結(jié)：

(1)水平起始點M對應的應力值 叫做疲勞極限。

①疲勞極限：是可以承受無限次應力循環(huán)而不會發(fā)生疲勞破壞的最大應力。

②疲勞極限比材料靜強度極限要低得多。

(2)疲勞極限的數(shù)值不僅和材料有關，還和循環(huán)特征有關，對稱循環(huán)條件下，最容易發(fā)生疲勞破壞，相應的疲勞極限值最低，脈動循環(huán)好一點，所以，對一種材料的疲勞極限通常用 表示，r這個下標代表循環(huán)特征，具體來說，對稱循環(huán)時，材料的疲勞極限用 表示，而脈動循環(huán)時，材料的疲勞極限用 表示。

(3)對應 M 點的橫坐標叫做循環(huán)基數(shù)，用符號N0來表示，N0一般是107，也就是1000萬，但是對于具體的材料、具體的循環(huán)特征，N0有所不同。

①N0將S—N曲線分成兩部分。在N0點右邊的部分，是無限壽命區(qū)，如果承受的應力小于疲勞極限，試件就可以承受無限次應力循環(huán)而不發(fā)生疲勞破壞;

②M點左邊的區(qū)域為有限壽命區(qū)，又稱為條件疲勞極限，即當材料所承受的最大應力大于它的疲勞極限時，只能承受有限次應力循環(huán)，而不能是無限次。

③N 低于104～105時對應的有限壽命區(qū)稱為低周疲勞區(qū)。

④在有限壽命區(qū)，應力和循環(huán)次數(shù)的關系用方程 來表示。

[例4]某標準試件，已知 =300兆帕，N 0=107，m=9。試計算在對稱循環(huán)交變應力 =500兆帕和 =260兆帕作用下的疲勞壽命。

(1)在對稱循環(huán)交變應力 作用下的疲勞壽命。

答：略

(2)答：

低于疲勞極限，在無限壽命區(qū)，零件的壽命是無限的。

四、循環(huán)應力的特性

循環(huán)應力的特性用最小應力 與最大應力 的比值 表示， 稱為循環(huán)特性。

r=- 1，稱之為對稱循環(huán)

r=0，稱之為脈動循環(huán)

r=1，稱之為靜應力

1、對稱循環(huán)的特點：

(1)循環(huán)特征r等于-1;

(2)最大應力和最小應力大小相等，符號相反;

(3)平均應力等于0;

2、脈動循環(huán)的特點：

(1)循環(huán)特征r等于0;

(2)應力幅等于平均應力，都等于二分之一最大應力;

(3)最小應力等于0。

3、靜應力特點：

(1)最大應力等于最小應力，等于平均應力;

(2)應力幅等于0;

(3)循環(huán)特征r等于+1。

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