文档介绍：疲劳与断裂 课程总结
1,疲劳断裂，课程总结，二、基本概念，三、基本方法，四、抗 疲劳断裂设计，一、基本内容，，返回主目录，,,,,,2,一、基本内容，疲 劳裂纹萌生：（1-4章）机理、规律（S-N曲线、e-N曲线）、萌 生寿命、累积损伤、雨流计数、循环应力应变响应计算 ，裂纹体
断裂：（5-7章）LEFM、应力强度因子K、K1C测试、抗断设计, 疲劳裂纹扩展：（8-10章）da/dN-DK曲线、裂纹扩展寿命预测、 裂纹闭合与迟滞的概念、抗疲劳设计基本原理 ，,,3,1）疲劳问题的
特点：扰动应力作用；材料或结构高应力局部；裂纹萌生并扩展； 使用至破坏的发展过程。
，二、基本概念，2）疲劳研究的任务：载荷谱；裂纹萌生和扩展 的机理与规律；寿命预测方法；抗疲劳设计方法。
,,,4,导出量： 平均应力 Sm=（Smax+Smin）/2 应力幅 Sa=（Smax-Smin）/2应力变程DS=Smax-Smin应力比或循环特性参 数R=Smin/Smax,,,5,4）疲劳断口特征：有裂纹源、裂纹扩展区和 最后断裂区。
裂纹源在高应力局部或材料缺陷处；裂纹扩展区有 海滩条
带”和疲劳条纹工
,,5）疲劳断口分析：是否疲劳破坏？裂纹源？裂纹临界尺寸 ？裂 纹扩展速率估计？破坏载荷？ ，,,6,疲劳破坏与静载破坏之比较 , 疲劳破坏Sv Su破坏是局部损伤累积的结果。
断口光滑，有海滩条带或腐蚀痕迹。
有裂纹源、裂纹扩展区、瞬断区。
无明显塑性变形。
应力集中对寿命影响大。
，由断口可分析裂纹起因、扩展信息、临界裂纹尺寸、破坏载 荷等，是失效分析的重要依据。
，静载破坏S>Su破坏是瞬间发生的。
断口粗糙，新鲜，无表面磨蚀及腐蚀痕迹。
韧性材料塑性变形明显。
应力集中对极限承载能力影响不大。
,,,7,单调载荷下的弹塑性窑硬化应力 -应变关系：，6）材料的力
学性能：，,,8，断裂性能：平面应变断裂韧性 K1C裂纹扩展性能：
门槛应力强度因子 Kth ；疲劳裂纹扩展速率 da/dN=C（ K）m“97）断裂三要素与断裂判据，对于承受拉伸的无 限宽中心裂纹板，f=1;对于无限宽单边裂纹板，f=。
，断裂判据：，抗力，作用，应力强度因子K是断裂控制参量。
,,,10,8）线弹性断裂力学给出裂尖应力趋于无穷大，故裂尖附 近的材料必然要发生屈服。
,,,11,11）初始裂纹尺寸a0对寿命有很大的影响。
12） Keff是控制da/dN的更本质的参量。
Keff eff=max-呼1°）疲劳裂纹扩展：da/dN的控制
参量是 K;da/dN- K曲线有下限 Kth,上限（1-r）kc。
Paris公式：daMN=C（ K）m,,[2』4）任何预测方法都只能给出
统计正确的平均疲劳寿命。
,13)拉伸平均应力有害。
引入残余压应力可改善疲劳性能。
拉伸高载作用，会引起后续裂纹扩展迟滞。
,,,13,16)耐久性设计三要素：IFQ、SCGMC和P(t,x)。
目标是：估计经济寿命；实现设计 -制造-使用-维修的综合控 制。
,15)损伤容限设计的三要素为：剩余强度、损伤增长和检查周 期。
目标是：以检查控制损伤程度，保证结构安全。
,,,14，三、基本方法，A)应力寿命法，15,A3)变幅载