文档介绍：主讲:
力学是数学的乐园,
因为我们在这里获
得了数学的果实。
-Leonardo de Vinci
第十二章疲劳 Fatigue
第十二章疲劳 Fatigue
了解疲劳破坏的机理和特点;掌握交变应力及其应力幅值、平均应力和循环特征的概念及计算方法;
了解影响构件疲劳极限的主要因素及提高疲劳极限的措施;
本章目的
基本要求
建立材料疲劳破坏的概念,建立材料持久极限的概念及其
测定的原理、方法和步骤;
建立构件疲劳极限的概念及疲劳强度计算的方法。
初步掌握构件疲劳强度的计算。
第十二章疲劳 Fatigue
交变应力作用下构件的疲劳
第十二章疲劳 Fatigue
疲劳的基本概念
材料的疲劳问题研究从近150多年开始一直受到人们的关注
原因之一就是工程中的零件或构件的破坏80%以上是由于疲劳引起
第十二章疲劳 Fatigue
疲劳的基本概念
生活经验
用力拉一根铁丝很难拉断,反复地弯这根铁丝却能将它折断。
疲劳(fatigue)是由应力不断变化引起的材料逐渐破坏的现象。
第十二章疲劳 Fatigue
疲劳的基本概念
美国材料试验协会(American Society for Testing Materials, ASTM)将疲劳定义为
“材料某一点或某一些点在承受交变应力和应变条件下,使材料产生局部的永久性的逐步发展的结构性变化过程。在足够多的交变次数后,它可能造成裂纹的积累或材料完全断裂”。
第十二章疲劳 Fatigue
疲劳破坏事故实例1
“华航”空难证据公布金属疲劳是飞机解体主因
针对飞机残骸的检验,戎凯指出,目前已经确认的飞机残骸共有828件,占整架飞机的60%左右。
戎凯表示,在飞机尾翼东方发现的4块散落飞机残骸,根据初步研判,应该是飞机最早解体的部分。分别包括散装货舱门及机身周边蒙皮、机身左侧四号门、机身左边五号门以及后下货舱门。其中散装货舱门及机身周边蒙皮的残骸上出现多处不连续、非破坏性裂痕,据“飞安会”及NTSB目视检视,研判是由于飞机机身金属疲劳所造成,并非所谓的外力撞击。
第十二章疲劳 Fatigue
疲劳破坏事故实例2
1998年6月3日,德国一列高速列车在行驶中突然出轨,造成100多人遇难身亡的严重后果。事后经过调查,人们发现,造成事故的原因竟然是因为一节车厢的车轮内部疲劳断裂而引起。从而导致了这场近50年来德国最惨重铁路事故的发生。
第十二章疲劳 Fatigue
疲劳破坏事故实例3
可能导致哥伦比亚号事故的五个原因
阻热片脱落
升降翼失去控制
机体金属疲劳导致解体
电缆短路引发火灾
被陨石击中
第十二章疲劳 Fatigue
为什么金属疲劳时会产生破坏作用呢?
这是因为金属表面和内部结构并不均匀,从而造成应力传递的不平衡,有的地方会成为应力集中区。与此同时,金属内部的缺陷处还存在许多微小的裂纹。在力的持续作用下,裂纹会越来越大,材料中能够传递应力部分越来越少,直至剩余部分不能继续传递负载时,金属构件就会全部毁坏。