金属疲劳基础(二)基础知识

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【友情提示】接下来几篇都是关于应力-寿命设计法的内容

早期的疲劳分析以及疲劳极限的设计方法都是以应力为基础的，因此，统称为应力-寿命设计法（Stress-life）。它是以循环应力为疲劳失效的控制参数的，平均应力、应力幅值为主要参数。

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高周疲劳 High Cycle Fatigue和低周疲劳 Low Cycle Fatigue。通常将断裂周次小于10^5次的疲劳试验称为低周疲劳，而将断裂周次大于10^6次的疲劳试验称为高周疲劳。得强调一点，这10^5和10^6两个标准循环次数仅仅供参考，到底一个试验算低周还是高周疲劳，取决于塑性应变量大小的不同，低周疲劳时塑性应变占主导地位，因此低周疲劳也称应变疲劳，而高周疲劳时是弹性应变占主导地位，称之为弹性应变疲劳或应力疲劳。

应力-寿命法进行疲劳设计的输入来自S-N曲线也就是Wohler曲线，而S-N曲线则来自采用不同的对称循环应力幅，分别对一组相同试样进行应力-寿命疲劳试验，而试验数据通常绘制在半对数或者双对数坐标系上。

1. 水平起始点M对应的应力值σ叫做疲劳极限。①疲劳极限：是可以承受无限次应力循环而不会发生疲劳破坏的最大应力。②疲劳极限比材料静强度极限要低得多。

2. 对应M点的横坐标叫做循环基数，用符号N0来表示，N0一般是10^7，但是对于具体的材料、具体的循环特征，N0有所不同。

注意：大量的疲劳数据是在对称循环条件下得到的（即平均应力σm＝0 载荷比R=－1），然而工程实际中，机械零件却是在非对称循环载荷下工作的，它们所承受的应力是由一个交变应力分量和一个平均的或静应力分量叠加而成。例如齿轮承受的是脉动弯曲疲劳，内燃机连杆承受的是不对称拉压疲劳。此时，不能用材料在对称循环条件下的特性来衡量。因此需要研究应力比和平均应力对疲劳强度的影响，并且找出某些经验规律，根据这些规律，能在已知材料的某些性能（如σ－1对称疲劳极限、σs抗拉强度、σb屈服强度等）的基础上，估算出材料在不同应力比和平均应力条件下的疲劳极限。

虽然通过试验可以求得在不同R条件下材料的真实疲劳极限，但是这种试验相当麻烦，根据平均应力或应力比对疲劳强度的影响规律，可用作疲劳图的方法，估算出不同平均应力或应力比时的疲劳极限。

下次再说疲劳图......

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