文档介绍：疲劳强度
疲劳的定义：材料在循环应力或循环应变作用下，由于某点或某些点产生了局部的永远构造变化，进而在一
定的循环次数此后形成裂纹或发生断裂的过程称为疲劳。
疲劳的分类：
按研究对象:材料疲劳和构造疲劳
按l-6(d))。最后，形成了一个新的疲劳条纹，向前扩展了一个间距
(见图l-6(e))。
（4）脆性疲劳裂纹的形成机理模型：解理模型
假定裂纹初始状态如图
1-7(a)，载荷增加，裂纹前端因解理断裂向前扩展一段距离
(图1-7(b))，然后塑性钝
化，停止解理。由于解理材料的充分硬化，所以形变集中在裂纹前端特别狭窄的滑移带内
(如图1-7(c)的虚线
所示)。当裂纹前端在载荷作用下充分张开时，其裂纹前端形状如图1—7(d)所示。进入卸载或压缩载荷阶段时，
裂纹闭合，裂纹前端从头变得尖利而形成与图1—7(a)相像的形状(如图1-7(e))。
第二章金属材料疲劳强度
2-1疲劳应力与长久极限
变化周期：应力由某一数值开始，经过变化又回到这一数值所经过
的时间间隔称为变化周期****惯上以符号T表示(参阅图2—1)。
应力循环：在一个周期中，应力的变化过程称为一个应力循环，应
力循环一般可用循环中的最大应力Smax，最小应力Smin和周期T
(或它的例数即频率f)来描绘。
应力循环的性质是由循环应力的平均应力
Sm和交变的应力幅
Sa所决定的。
平均应力Sm：应力循环中不变的静态分量，它的大小是：
SmaxSmin
Sm
2
SmaxSmin
应力幅Sa：应力循环中变化的分量，它的大小是：Sm
2
应力范围：S2SaSmaxSmin
Smin
应力比R（循环特点）：R
Smax
Sa1R
载荷可变性系数A：A
Sm1R
利用上述的观点和符号，能够把循环应力作为时间的函数，写出循环应力的一般表达式：
SSmSaF(t)
式中F(t)代表应力幅Sa随时间的变化规律。
循环应力的分类：
（1）单向循环：应力仅改变大小，不改变符号。这类循环常称为脉动循环，如脉动拉伸、脉动压缩等。单
向循环中的特殊情况是零到拉伸的循环（
Smin0）和零到压缩的循环（Smax
0）。
（2）双向循环：应力的大小和方向都发生变化。双向循环中的特殊情况是完全频频的循环（
R1，
Smax|Smin|），称为对称循环。
疲劳极限（长久极限）Se：在一定的循环特点下，材料能够承受无限次应力循环而不发生损坏的最大应
力称为在这一循环特点下的“长久极限”或“疲劳极限”。往常，R1时，长久极限的数值最小****惯上，
如果不加说明的话，所谓材料的长久极限都是指R1时的最大应力。这时，最大应力值就是应力幅的值，
用S1表示。在工程应用中，传统的方法是规定一个足
够大的有限循环次数NL，在一定的循环特点下，材料
承受NL次应力循环而不发生损坏的最大应力就作为材
料在该循环特点下的长久极限。为了与前面所说的长久
极限加以区别，有时也称为“条件长久极限”或“实用
长久极限”。对构造钢和其余铁基台金是107，对非铁基
台金是108。
§2-2描绘材料疲劳性能的SN曲线
N曲线是用若干个标准试件，在一定的平均应力
Sm（或在一定的循环特点R），不同的应力幅Sa
（或不同的最大应力Smax）下进行疲劳试验，
测出试件断裂时的循环次数N，然后把试验结
果画在以Sa（或Smax）为纵坐标，以N为横坐
标的图纸上，连结这些点就获得相应于该S（或
m
该R）时的一条SN曲线。右图为LC4铝合
金板材在不同平均应力下圆滑试件的SN曲
线
较常有的描绘SN曲线的经验公式：
(1)指数函数公式：NeSC
式中和C取决于材料性能的材料常数。
上式两边取对数，可改写成
幂函数公式：
SlgNb
SNC
式中和C是取决于材料性能的待定常数。
上式两边取对数，可改写成
lgS
lgN
b
（3）三参数模型：
NN0
CS
上述的公式中都含待定系数，这些系数都要经过实验确定。
2—3不同应力状况下的疲劳强度
工程实际中，经常需用对应于一定应力状态下材料的疲劳特性，因此常经过试验作出材料在不同应力状
况下的