应力疲劳SN曲线课件
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S-N曲线☐精确估算疲劳寿命保证不发生疲劳失效;☐采用科学的技术和措施延长疲劳寿命。
循环应力有缘学习更多+谓ygd3076或关注桃报:奉献教育(店铺)特征参数循环应力应力幅:平均应力:应力范围:应力比:Δσ= σmax-σminσa=Δσ/2=(σmax-σmin)/2 σm=(σmax+σmin)/2R=σmin/σmax典型循环应力根据应力幅和平均应力,典型循环应力情况:交变对称循环交变不对称循环σm =0R =-10<σm <σa-1<R <0有缘学习更多+谓ygd3076或关注桃报:奉献教育(店铺)典型循环应力根据应力幅和平均应力,典型循环应力情况:脉动循环波动循环σm =σa R =0 σm >σa 0<R <1S-N 曲线最古老的疲劳试验:旋转弯曲疲劳1☐仿火车轮轴工作环境;☐纯弯曲、完全对称循环;有缘学习更多+谓ygd3076或关注桃报:奉献教育(店铺)S-N曲线记录在应力幅σa 作用下的循环数Nf,获得系列(σa, Nf)2以循环数为横坐标,应力为纵坐标绘图获得S-N曲线。
3非对称循环应力,除σa 外,要给出σm或R。
典型S-N 曲线高应力下,很少的循环次数后(小于104或105)断裂——短寿命疲劳。
循环应力低于弹性极限,Nf >105次循环——长寿命疲劳。
低于某一临界应力幅σac ,经受无数次应力循环而不断裂。
有缘学习更多+谓ygd3076或关注桃报:奉献教育(店铺)谢谢观赏!Thanks!。
第五讲 p-S-N曲线,疲劳统计学前节回顾影响疲劳性能的若干因素荷载形式、尺寸效应、表面光洁度的影响、温度和环境的影响应力集中的影响,缺口系数:理论弹性应力集中系数、疲劳缺口系数、缺口敏感系数1.疲劳数据的分散性S-N曲线为中值曲线,一般对同一应力水平实验点有分散性,其分散性与材料、应力水平、环境等相关。
某铝合金构件的疲劳实验应力水平(MPa)件数寿命±207 57 2⨯106~1⨯108±240 29 7⨯105~4⨯106±275 34 1⨯105~8⨯105±310 29 4⨯104~1⨯105±430 25 1.5⨯104~2⨯104应力水平低则寿命长,分散性也大,在同样应力水平下,疲劳寿命可以相差几十到几百倍。
2.P-S-N曲线lgN Sp-S-N曲线是组成不同成活率p下的S-N曲线集,这一曲线集给出了:1)在给定应力水平下失效循环次数N的分布数据;2)在给定的有限寿命下疲劳强度S的分布数据;3)无限寿命或N > N L 的疲劳强度-疲劳极限的分布数据。
p-S-N曲线由成组实验获得。
p-S-N曲线在有限寿命段(103< N <106)在双对数坐表系上近似为直线。
3.疲劳寿命与疲劳强度概率分布之间的关系疲劳破坏是疲劳损伤逐渐累积的结果,材料中宏观或微观的不可逆变形是疲劳损伤的主要形式。
疲劳寿命概率分布:在给定疲劳强度下构件的疲劳寿命概率分布形式。
一般可由疲劳实验获得。
疲劳强度概率分布:在给定疲劳寿命下构件的疲劳强度概率分布形式。
设在一疲劳荷载作用下,构件在给定疲劳强度S*下的疲劳寿命N的概率分布密度为f(n|S*),而在给定疲劳寿命N*下的疲劳强度S 的概率分布密度为g(s|N*),则可以证明lgNSp = 0.99 p = 0.5ds N s g dn S n f S N )()(***0*⎰⎰=即在给定的疲劳强度S*下 疲劳寿命N 小于或等于N*的 概率与在给定的疲劳寿命N* 下疲劳强度S 小于或等于S* 的概率相等。
s—n(应力-等幅载荷数)曲线是材料的疲劳性能曲线,它是表征材料在不同应力下承受不同载荷循环次数的曲线。
疲劳寿命预测是工程实践中的重要问题,而s—n曲线则是对材料寿命进行预测的重要依据之一。
本文将从基本原理、测试方法和影响因素三个方面对s—n曲线进行详细介绍。
一、基本原理1.1 s—n曲线与疲劳寿命s—n曲线是一种以材料的应力(s)和载荷循环次数(n)作为坐标轴的曲线。
它反映了材料在不同应力水平下能承受的载荷循环次数,是一种经验公式。
根据s—n曲线所确定的载荷循环次数,可以对材料的疲劳寿命进行预测,为工程设计提供重要参考。
1.2 s—n曲线的特点s—n曲线通常呈现出两个阶段的特点。
最初的阶段是快速下降,这个阶段也称为疲劳寿命期。
随着载荷循环次数的增加,应力增加,材料的疲劳寿命将急剧下降。
其次是一个相对平坦的阶段,这个阶段称为长寿命区。
在这个阶段,随着载荷循环次数的增加,材料的寿命不再明显下降,也即已达到材料的疲劳极限。
二、测试方法2.1 旋转梁疲劳试验旋转梁疲劳试验是测定材料疲劳性能的一种常用方法。
其主要原理是通过将试件安装在旋转梁上,施加不同的应力载荷,通过记录试件的载荷循环次数和疲劳破坏情况,得到材料的s—n曲线。
2.2 拉伸-压缩疲劳试验拉伸-压缩疲劳试验是另一种常用的测试方法,其主要原理是通过在一定应力范围内施加拉伸-压缩载荷,测定试件的疲劳寿命。
通过不同的载荷循环次数和疲劳破坏情况,得到材料的s—n曲线。
2.3 影响因素(1)材料本身的性能,包括材料的强度、韧性、硬度等。
(2)试验条件,包括载荷类型、载荷大小、试验温度、环境湿度等。
(3)试件形状和尺寸,包括试件的几何形状、尺寸和表面处理情况。
三、影响因素3.1 材料性能材料的强度和韧性是影响s—n曲线的重要因素。
通常来说,强度高、韧性好的材料在低应力水平下也能承受较多的载荷循环次数,因此其s—n曲线相对平缓。
3.2 试验条件试验条件对材料的疲劳性能也有重要影响。