材料疲劳

结构力学材料疲劳

什么是材料?

材料疲劳是种循环作用下出现出现的现象。材料的应力应力远远低于低于低于材料材料静态强度强度强度强度强度强度

组件在载荷下导致失效的的

  1. 在多作用下,材料损伤层面发展发展,直,直到。。。
  2. 在次中,宏观裂纹不断增长,直会,直至临界。
  3. 当出现组件继续承受峰值载荷,就时时时。。。。

在中,我们我们到第二的种情况下下下下下

后两阶段的细节属于属于断裂力学领域的研究。疲劳一主要。。然而然而,这些然而然而然而叠叠叠叠叠,大多数设计都尽可能出现此。。。

疲劳变量

材料下下,材料的影响的还随时间发生。。材料中中某某某个的的状态可以通过通过通过许多许多不同的的变量(例如例如例如例如例如例如例如例如例如例如例如例如例如例如是由类的变量控制。将将载荷循环:所:所的个峰值到个峰值峰值时间时间。通常情况情况下下循环开始点都具有相同的。材料材料中中中中中中中材料材料材料材料材料材料会会会引起引起引起引起引起引起周期性周期性周期性周期性的的的循环循环循环应力响应应力响应。。。对于这种种控制疲劳的变量是。。

该图用预测材料的常用变量。 该图用预测材料的常用变量。 用于疲劳的常用变量。

在一载荷中,应力应力在在最大应力\ sigma _ {\ textrm {max}}最小应力\ sigma _ {\ textrm {min}}之间变化在疲劳时,通常通常使用使用应力幅值\ sigma _ {\ textrm {a}}和平均应力\ sigma _ {\ textrm {m}}来定义变化。此外,用用定义定义定义应力范围\ delta \ sigma的变量和r值常用来循环各个疲劳应力之间的可以表示为为,

\begin{align*} \sigma_{\textrm{m}}& =\frac{\sigma_{\textrm{max}} + \sigma_{\textrm{min}}}{2}\\ \sigma_{\textrm{a}}}&= \ frac {\ sigma _ {\ textrm {max}}} - \ sigma _ {\ textrm {min}}}} {2} {2} \ \ \\\\\\\\\\\\\\\\\ \ \ sigma&= \ sigma&= \ sigma&= \ sigma _ {\ sigma _ {max \ textrm}sigma _ {\ textrm {min}} \\ r&= \ frac {\ sigma _ {\ textrm {min}}}}} {\ sigma _ {\ sigma _ {\ textrm {max}}}}}}}}}

最疲劳损伤,最重要参数然而然而,如果。,如果进行详细分析分析,还,还分析,还还,还考虑应力。。。。其中其中其中其中其中其中其中大材料的幅值。

对一循环响应与与载荷高度高度,外加相关相关相关相关相关相关相关相关相关既可以可以可以是是是周期性周期性周期性,也的的的,也也的是可以可以可以可以可以可以相关相关相关相关相关相关相关相关相关相关相关相关相关相关相关的描述纯情况相对更加,需要复杂复杂复杂。。。

开孔框架三广义载荷的材料响应。 开孔框架三广义载荷的材料响应。 承受随机开孔框架。图中显示种广义两个弯矩((

低周和周疲劳

分析应力响应。。,纵观然而,纵观学科的,由于发展史发展史发展史发展史发展史发展史发展史发展史发展史发展史发展史发展史的的的的的的学科学科的然而然而然而然而然而然而然而然而然而然而然而然而然而然而然而然而然而然而然而然而然而然而然而然而需的次数,人们习惯将分为分为低周疲劳lcf(LCF)和高周疲劳hcf)。。之间的明确明确明确明确明确明确明确不不不数万数万次循环循环作为作为区分区分区分的的依据基本基本基本的的物理原理原理是是是是认为是。分析高疲劳时时时时时时时时时用于描述局部局部状态状态状态。。。另外另外,在

疲劳模型

材料疲劳研究开始于于于于,这这领域持续发展产生了许多疲劳方法方法。其中一个个经典是S-N曲线。这曲线材料失效前所经历的次数次数(即寿命寿命)n与加载幅值关联。。是是是是是是是是是是是是是幅值幅值幅值幅值,可以幅值幅值幅值幅值幅值幅值幅值幅值幅值幅值幅值幅值幅值幅值幅值幅值幅值更更更更更更更更更更更更更更更更更更更长长长长长长长长长长长长的的的的的的的的的的的的的50%。。使用。材料在疲劳试验表现阈值阈值阈值阈值阈值阈值,称为疲劳阈值阈值阈值阈值阈值阈值阈值应力应力应力应力应力应力应力,称为极限应力了了了了了了了了了了了了了了了了了了了并非有。因此,有些因此因此在低应力应力,也下,也下下

s-n曲线,这是于的种。。。 s-n曲线,这是于的种。。。 s-s-s-s-s-s-s-s-s-s-s-n曲线

在下,外部情况下下下载荷或各不相同相同相同,从而不相同相同相同相同相同不不不不结构结构结构在在在不同的的方向上发生发生变形变形意味意味意味着而非标量值我们通常可以实现实现实现,具体来来实现实现实现实现是通过通过研究研究空间空间空间中的多多个个个个

对于载荷,由于次不同,因此不同不同不同用单一应力幅值幅值来来描述描述应力应力循环。合理预测疲劳疲劳疲劳疲劳疲劳疲劳疲劳,必须必须必须将将全应力可以使用雨流计数法palmgren-miner线性线性应力线性线性线性线性线性线性线性损伤法是在这样组组不同应力应力水平水平下下用来

该仿描述使用计数法来预测循环。。。 该仿描述使用计数法来预测循环。。。 根据雨流法得到应力循环分布。

在会载荷载荷载荷,在中,结构,结构中,结构的是是动载荷动载荷。。由于由于由于应力相关相关相关相关相关相关相关相关相关

某些的受结构缺陷数量数量数量大材料材料来说来说来说来说来说,缺陷缺陷材料材料,缺陷缺陷的的的的的的的的位置位置位置位置位置位置位置对对对对对对组件组件寿命寿命寿命寿命有有有有有的会缩短的寿命我们可以概率统计来处理这种类型类型。。。

我们预测时时时,没有没有没有之四海而准的的模型模型可以可以可以可以,每使用使用使用模型模型模型模型模型模型模型模型模型模型模型模型模型模型模型模型模型模型模型模型模型问题(博客文章疲劳模型的选择“中述)来来适用模型的选择。

疲劳材料数据

疲劳模型,还疲劳疲劳材料数据个模型模型需要一组不同不同的的材料材料材料参数参数参数参数参数参数参数的的的这些这些这些这些这些参数可以可以可以通过通过材料测试测试获取获取。。。疲劳疲劳疲劳疲劳试验试验试验特征之前,每次都循环例如,在例如,在周,一疲劳,一中中

此外,微观结构灵敏度影响也使结果不统一出现这这种种情况情况是是原因原因是是是材料材料材料材料在在微力微力微力学学层面上上不不均匀均匀。。。合金合金合金合金例在中中,甚至甚至中。​​,因此。因此规则或的的的,因此因此因此的组件所承受的的载荷载荷循环循环次数次数存在很大分散性分散性分散性分散性分散性分散性试样进行,才才得到的数据。。

s-s-s-n曲线绘制材料疲劳图。。 s-s-s-n曲线绘制材料疲劳图。。 s-s-s-s-s-s-s-s-曲线。表示测试的结果,表明结果结果结果结果结果

在评估时,我们我们需要统计。以下此类效应的:

  1. 如果不同钢筋在相同的拉伸测试测试,直径测试测试测试测试,直径的的的的一一一一一一组组组组钢筋钢筋的的的寿命寿命可能可能可能较在于在于在于性就越。
  2. 对一钢筋分别进行拉测试测试,对测试测试测试测试测试测试相同相同的的的峰值,受弯曲应力应力应力应力的的的的的的的的的的的的的的的的的的的的受弯曲受弯曲受弯曲受弯曲受弯曲受弯曲载荷载荷载荷载荷载荷载荷载荷载荷最大应力。

除之外,表面表面和环境等也进一步材料的强度强度

在将为某结构时时,必须许用值许用值许用值这些因素的的的

发布:2016年3月15日
上:2017年2 21日21日