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有效应力集中系数
1 d K 或K 1 k
与构件的形状、尺寸有关; 与材料性质(极限强度)有关,静载 抗拉强度越高则有效应力集中系数越 大,即对应力集中就越敏感。
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凹凸不平的最后破断区
最后疲劳破坏的阶段,当试样无法承受 所施加的载荷而突然断裂时,因没有经过摩 擦阶段,故其表面将出现粗糙而不规则的特 征, 亦有人称其为粒状表面。
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第五节 影响材料疲劳限或疲劳强度的因素
A. 平均应力的影响 压缩应力会使疲劳裂缝开口闭合, 一般研 究平均应力m>0或应力比值R >-1的循环 应力对材料疲劳破坏的影响。
随着应力比值R 的增加,材料的疲劳 极限亦上升。
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大部分材料的应力振幅a与平均应力 间有线性关系 → Goodman经验方程式:
该材料对缺口敏感 !
粒状表面
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B. 微观特征
借助SEM可发现断口存在微细间隔的平行纹路 (宽约 2.5×10-5mm), 称疲劳条纹(fatigue striation) 。 疲劳条纹垂直于疲劳裂纹 的延伸方向,其每条代表的是 经一次应力循环后疲劳裂纹前 端前进的距离. 材料塑性越佳, 疲劳条纹 越明显;应力范围越大, 疲劳 条纹越宽。 疲劳条纹与贝纹线外观相 似但尺度不同, 单一的贝纹线 内可能包含数千条以上的疲劳 条纹。
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腐蚀疲劳
零件处于腐蚀环境中会出 现小蚀孔造成应力集中, 使疲劳裂纹成核扩展,从 而缩短疲劳寿命。 防止腐蚀疲劳的方法 很多,根本在于尽量降低 腐蚀速率(如:使用保护 性被覆层、降低或隔离环 境的腐蚀性及使用较耐腐 蚀的材料等)。
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疲劳极限消失
D. 温度影响
温度升高时,材料疲劳行为趋于复杂(潜变、 氧化现象、循环应力频率会造成相当大的影响)。