材料力学-第十章-疲劳强度的概念课件.ppt

1、 unusub构件正常工作强度条件：构件正常工作强度条件：塑性材料：塑性材料：脆性材料：脆性材料：n：安全因数：安全因数u在周期性应力在周期性应力 作用下，构件会产生作用下，构件会产生裂纹或完全断裂，这种现象为裂纹或完全断裂，这种现象为“疲劳失效疲劳失效”。第第10章章 疲劳强度的概念疲劳强度的概念产生微裂纹产生微裂纹裂纹扩展裂纹扩展断裂断裂断裂力学断裂力学to应力循环应力循环：应力每重复变化一次，称为一个应力每重复变化一次，称为一个应力循环应力循环。完成一个应力循环所需的时间完成一个应力循环所需的时间T ，称为一个称为一个周期周期。一、交变应力一、交变应力10.1 交变应力与疲劳失效交变应力

2、与疲劳失效交变应力交变应力：构件内随时间作构件内随时间作周期性变化的应力周期性变化的应力。疲劳疲劳与与疲劳失效疲劳失效：结构的构件在交变应力的作用下发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，简称疲劳生的破坏现象，称为疲劳失效，简称疲劳.mtmaxminoaamax：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 minmtmaxminoaa 021minmax m maxminmax21 a1maxmin rt循环一次maxmin123411.1.对称循环对称循环2.脉动循环脉动循环0min

3、 0maxminr maxminmax2121 m maxminmax2121 atO3.静载静载1maxmin r maxminmax21 m 021minmax atOmax疲劳失效的特点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：构件在交变应力作用下失效时，具有如下特征：1）破坏时的）破坏时的最大应力最大应力值往往低于材料在静载作用下的值往往低于材料在静载作用下的屈服应屈服应力力；2）构件在交变应力作用下发生破坏需要经历一定数量的）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应力循环循环；3）构件在破坏前没有明显的塑性变形预兆，即使塑性材料，）构件在破坏前没有明显的塑性

4、变形预兆，即使塑性材料，也将呈现也将呈现“突然突然”的脆性断裂；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。）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、疲劳失效二、疲劳失效疲劳失效机理疲劳失效机理疲劳源疲劳源裂纹扩展裂纹扩展光滑区光滑区粗糙区粗糙区脆断脆断金属材料裂纹金属材料裂纹19791979年，美国年，美国DE-10DE-10型飞机失事，死亡型飞机失事，死亡270270人，原因螺旋桨人，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。设计问题。疲劳破坏案例119811981年初，欧洲北海油田年初，欧洲北海油田“基尔兰基尔兰”号平台覆灭，死亡号平台覆灭，死亡123123人，原因疲劳破坏，横梁在海浪的交变应力作用下，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，当时大风掀起横梁承孔边裂缝，当时大风掀起7 7米巨浪，米巨浪，1010510105吨的浮台吨的浮台沉没于大海之中沉没于大海之中疲劳破坏案例219981998年年5 5月，德国高速列车出轨，原因列车大轴发生疲劳月，德国高速列车出轨，原因列车大轴发生疲劳破坏。破坏。疲劳破坏案例3