《材料的疲勞》課件

材料的疲勞材料的疲勞是指受到周期性的應(yīng)力或應(yīng)變作用，在強(qiáng)度限制范圍內(nèi)反復(fù)發(fā)生的變形和破壞現(xiàn)象。產(chǎn)生疲勞的原因應(yīng)力循環(huán)材料在應(yīng)力下來回循環(huán)變形和破壞。振動(dòng)疲勞材料在震動(dòng)過程中受到的應(yīng)力循環(huán)導(dǎo)致疲勞。海洋環(huán)境疲勞海洋工程、船舶、海上風(fēng)電機(jī)組等在海洋環(huán)境下易受疲勞損傷。重復(fù)負(fù)載材料受到長(zhǎng)時(shí)間、重復(fù)負(fù)載作用導(dǎo)致疲勞。疲勞現(xiàn)象的特點(diǎn)不可逆性材料的疲勞變形和破壞是不可逆的。逐漸加重疲勞壽命較長(zhǎng)，一旦開始疲勞變形，變形程度會(huì)逐漸加重。急劇突出疲勞斷裂往往是急劇發(fā)生的，難于預(yù)知。與本質(zhì)無關(guān)對(duì)于同一種材料、同一種用途條件下，疲勞壽命會(huì)因設(shè)計(jì)不同而不同。疲勞引起的失效類型1表面裂紋最容易被檢測(cè)和診斷的疲勞失效。2內(nèi)部毛細(xì)裂紋因?yàn)槲恢秒y以非破壞性評(píng)估，而造成較大的安全隱患。3微觀缺陷微觀缺陷的應(yīng)力集中效應(yīng)是引起疲勞破壞的根本原因。疲勞的影響因素化學(xué)因素在化學(xué)環(huán)境下，材料受腐蝕、氧化等影響會(huì)導(dǎo)致疲勞失效。溫度變化材料受熱冷變化引起內(nèi)部應(yīng)力變化，也會(huì)引起疲勞失效。濕度濕度對(duì)金屬和合金的耐蝕性和疲勞壽命有重要影響。疲勞壽命的預(yù)測(cè)應(yīng)力幅值法基于SN曲線，根據(jù)應(yīng)力幅值得出不同壽命。損傷累積法根據(jù)材料疲勞失效的疲勞壽命曲線，采用累積損傷理論進(jìn)行疲勞壽命預(yù)測(cè)。殘余變形法在疲勞變形時(shí)記錄樣品的殘余變形并得出壽命。延長(zhǎng)材料疲勞壽命的方法1提高材料強(qiáng)度提高材料固有強(qiáng)度可以增加疲勞壽命。2降低應(yīng)力幅值通過加工處理、構(gòu)造優(yōu)化等方式減少應(yīng)力幅值，降低疲勞風(fēng)險(xiǎn)。3改善材料表面狀態(tài)通過拋光、放電加工等方式改善表面狀態(tài)，減少表面裂紋和孔洞等缺陷。實(shí)例和案例分析飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)疲勞飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)疲勞是指航空器發(fā)動(dòng)機(jī)在工作過程中會(huì)受到復(fù)雜和周期性的受力情況。橋梁索疲勞橋梁索作為承擔(dān)橋梁荷載的關(guān)鍵部件，其疲勞強(qiáng)度和壽命直接關(guān)系到橋梁的安全性和使用壽