應力疲勞SN曲線講解學習VIP

船舶與海洋工程學院按照作用循環(huán)應力的大小，疲勞可分成為應力疲勞

(Stress

Fatigue)和應變疲勞(Strain

Fatigue)。第二章應力疲勞船舶與海洋工程學院載荷譜特征描述StressRangeMeanStressStressRatioWhat

are

the

important

parameters

to

characterize

a

givcyclic

loading

history?Stressamplitude第二章應力疲勞船舶與海洋工程學院應應力力疲疲勞勞特例載荷譜特征描述恒幅循環(huán)載：R=-1Sa=Smax=SS-N曲線是材料的基本疲勞性能曲線第二章壽命N定義為到破壞的循環(huán)次數(shù)船舶與海洋工程學院S-N曲線的一般形狀及若干特性值壽命為N循環(huán)的疲勞強度疲勞極限Sf(R=-1)或S-1第二章應力疲勞基本S-N曲線(R=-1)船舶與海洋工程學院S-N曲線的一般形狀及若干特性值第二章應力疲勞基本S-N曲線(R=-1)船舶與海洋工程學院冪函數(shù)SmLgS=A+BLgNA=LgC/mlgNB=-1/m雙對數(shù)lgSS-N曲線的數(shù)學表達式指數(shù)式emsN=CS=A+BLgNA=LgC/mLgelgNB=-1/mLge單對數(shù)S三參數(shù)式(S-Sf)m

N=ClgSlgN基本S-N曲線(R=-1)張亞軍，S-N疲勞曲線的數(shù)學表達式處理方法探討，理化檢驗-物理分冊，2007年43卷11期，563-565N=C

S=C第二章應力疲勞Nn船舶與海洋工程學院討論應力比R的影響，實際上是討論平均應力Sm的影響。R=-1，對稱循環(huán)時的S-N曲線，是基本S-N曲線R

-1？平均應力的影響(R

-1)證明上式第二章應力疲勞船舶與海洋工程學院R<-1R=-1R>-1基本S-N曲線在實踐中，用噴丸、冷擠壓和預應變等方法，在高應力細節(jié)處引入壓縮殘余壓應力，是提高疲勞壽命的有效措施。平均應力的影響(R

-1)第二章應力疲勞船舶與海洋工程學院R=-1

Sm=

0R=1

Sa=

0(1-R)Sm=

(1+R)SaSa可調整靜載荷平均應力的影響(R

-1)第二章應力疲勞船舶與海洋工程學院平均應力的影響(R

-1)根據(jù)三角形相似Goodman公式Goodman

formula

present

the

relationship

between

the

R≠-1

with

R=-1.第二章應力疲勞船舶與海洋工程學院11Goodman

linearGerberparabolicMarin

quadratic/ellipticBagciKececioglu,Chester

and

Dodge平均應力的影響(R

-1)第二章應力疲勞船舶與海洋工程學院平均應力的影響(R

-1)構件受拉壓循環(huán)應力作用。已知Smax=800

MPa,Smin=80

MPa。材料的極限強度為Su=1200

MPa。(3)基本S-N曲線可用冪函數(shù)式

Sm

N=C

表達，其中例題C=1.536

1025；m=7.314。試估算其疲勞壽命。[注意]S-N曲線主要針對R=-1得到的，對于應力比不等于1的應力循環(huán)，當我們計算其疲勞壽命時，需要采用Goodman公式進行轉換[解答]步驟1第二章應力疲勞船舶與海洋工程學院步驟2Goodman

linear

equation平均應力的影響(R

-1)步驟3(次)第二章應力疲勞船舶與海洋工程學院Example:

A

4340

steel

bar

is

subjected

to

a

fluctuating

axiathat

varies

from

a

maximum

of

330kN

tension

to

a

minimum

of110kN

compression

the

mechanical

properties

of

the

steel

arDetermine

the

bar

diameter

to

give

infinite

fatigue

lifeon

a

safety

factor

of

2.5Cylindrical

cross

section

of

the

bar

=A,

the

variation

ofstress

will

be第二章應力疲勞船舶與海洋工程學院試估算其疲勞壽命。平均應力的影響(R

-1)第二章應力疲勞船舶與海洋工程學院平均應力的影響(R

-1)一般而言，構件在應力水平Si下作用ni次循環(huán)下的損傷為其中：ni

是在Si作用下的循環(huán)次數(shù)，由載荷譜給出。Ni

是在Si作用下的循環(huán)到破壞的壽命，由S-N曲線確定。第二章應力疲勞船舶與海洋工程學院Miner線性累計損傷理論若在k個應力水平Si作用下，各經(jīng)受ni次循環(huán)，則可定義其總損傷為破壞準則為這就是最簡單、最著名、使用最廣的Miner線性累積損傷理論。Miner累計損傷，是與載荷Si的作用先后次序無關的。第二章應力疲勞船舶與海洋工程學院對于承受變幅疲勞載荷的構件，應用Miner累積損傷理論，可解決下述二類問題，即：1)已知設計壽命期間的應力譜型，確定應力水平。2)已知一典型周期內(nèi)的應力塊譜，估算使用壽命。Miner線性累計損傷理論第二章應力疲勞船舶與海洋工程學院P第二章應力疲勞nMiner線性累計損傷理論船舶與海洋工程學院二章章應應力力疲疲勞勞Miner線性累計損傷理論第船舶與海洋工程學院S0.8S0.6S0.4S2.5

104/SS2

2/2.52.5

S2/2.5104

0.05104

0.1104/0.64S22.5

104/0.36S2/2.52.5

104/0.16SS2

2/2.5104

0.5104

5.0S2/2.5

104

(0.05+0.1 0.64+

0.5 0.36+

5.0

0S=151(MPa)Miner線性累計損傷理論第二章應力疲勞船舶與海洋工程學院(2)已知一典型周期內(nèi)的應力塊譜，估算使用壽命。Miner線性累計損傷理論列表計算典型應力塊(如一年)內(nèi)的損傷和假定使用壽命為

個典型周期(年，萬公里，起落)年，一般分析步驟第二章應力疲勞船舶與海洋工程學院線彈性斷裂力學第二章應力疲勞船舶與海洋工程學院第二章應力疲勞船舶與海洋工程學院第二章應力疲勞船舶與海洋工程學院第二章應力疲勞船舶與海洋工程學院第二章應力疲勞船舶與海洋工程學院第二章應力疲勞船舶與海洋工程學院第二章應力疲勞船舶