材料力学疲劳破坏
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疲劳强度破坏实例疲劳破坏在局部应力最高的部位发生,某些机械,常常由于设计、制造、装配和使用中的不合理,造成零部件过早地发生疲劳断裂。
1.锻造用水压机,特别是1600吨以下的三梁(上横梁、活动横梁及下横梁)四柱式结构的小型水压机(图1.1),由于上、下横梁与立柱形成的框架的刚度小,在锻造过程中摇晃厉害,这样,常在立柱下端应力集中处发生疲劳破坏。
图1.2为1250吨锻造水压机的立柱,材料为45钢经正火处理,立柱两端的锥台分别与上、下横梁联接,立柱有内孔,通高压液体。
该水压机投产后不到两年,有一根立柱疲劳断裂,焊修后继续使用。
另一根立柱因超载运行断裂,更换一旧立柱。
再过一年大修时,将两根立柱都换上40Cr的新立柱,三年后,一根立柱又产生疲劳裂纹(图1.2所示)。
还有一台1600吨水压机投产后一年半,一根立柱在下横梁上螺母上部退刀槽处发生疲劳断裂(图1.3)。
从上面的例子可以看出,水压机立柱的疲劳断裂,大都发生在下横梁上螺母(或锥台)与立柱光滑区的过渡圆角处,该处的应力集中最大。
水压机横梁的疲劳破坏,可以分为两种情况:下横梁及活动横梁的疲劳破坏,都发生在梁的中央部位。
因为这种横梁各截面的面积近似相等,中央截面上的弯矩最大。
例如,一台1250吨水压机投产后十年,在下横梁中央部位产生疲劳裂纹。
另一台1000吨水压机投产一年后,于活动横梁中央产生疲劳裂纹,修焊后使用了两年又开裂。
对于梯形的上横梁,最高的局部应力不在中央截面上,而在上横梁与柱套交界的圆弧处。
因此,疲劳破坏在交界圆弧处发生。
2.轧机闭式机架用于初轧机、钢坯轧机及板轧机等。
对于以强度为主要要求的轧机机架,其破坏形式是弯曲疲劳破坏。
疲劳裂纹源常发生在压下螺母孔的过渡圆弧r处(图1.4中的1处),该处的峰值应力最高。
但有些轧机(如1200薄板迭轧机)工作十年后,发现在上横梁与立柱过渡圆角处有30mm长的裂纹(图1.4中的2处)。
3.运锭车用于将罩式加热炉中的大钢锭运到初轧机前的受料辊道上,它经受冲击,热锭温度的周期变化与运送中车辆的振动。
疲劳破坏的特征引言疲劳破坏是材料在交替荷载作用下发生的破坏现象,它是一种特殊的失效方式。
疲劳破坏不仅在金属材料中普遍存在,对于混凝土、塑料等其他材料也有一定的影响。
本文将详细探讨疲劳破坏的特征以及与其相关的因素和机制。
疲劳破坏的特征疲劳破坏具有以下几个主要特征:1. 循环载荷下的失效疲劳破坏是在交替或循环载荷下发生的失效,相比于静态破坏,疲劳破坏往往是一个相对较慢的过程。
在材料受到循环载荷的作用下,疲劳寿命逐渐减小,最终导致失效。
这是与静态载荷下的破坏不同之处。
2. 隐蔽性疲劳破坏通常是隐蔽的,很难在外观上观察到明显的破坏迹象。
材料可能在一段时间内表现正常,但在受到一定循环载荷作用后突然发生失效。
这增加了疲劳破坏的危险性,因为我们难以提前判断材料的实际疲劳寿命。
3. 疲劳裂纹的形成和扩展疲劳破坏的过程可以分为三个阶段:裂纹的形成、裂纹的扩展和失效。
裂纹的形成是在循环载荷下,由于应力集中或材料内部缺陷等原因,导致微小裂纹的生成。
随着循环荷载的作用,这些裂纹会逐渐扩展,最终导致失效。
4. 疲劳寿命和应力水平的关系疲劳寿命是疲劳破坏的一个重要参数,它表示材料在循环载荷下能够承受的循环次数。
疲劳寿命与应力水平密切相关,一般来说,应力水平越高,疲劳寿命越短。
这是由于高应力容易导致应力集中和裂纹的形成,加速了疲劳破坏的发生。
疲劳破坏的影响因素疲劳破坏受到多种因素的影响,以下是几个主要的影响因素:1. 循环载荷幅值循环载荷幅值是指交替载荷的最大值与最小值之间的差值。
循环载荷幅值的增加会导致疲劳寿命的减小,即材料的抗疲劳性能下降。
2. 周期周期是指循环载荷一个完整循环所经历的时间。
周期的大小对疲劳寿命有很大影响,通常来说,周期越小,疲劳寿命越短。
3. 材料性能材料的性能对疲劳破坏起着重要的影响。
硬度、韧性、强度等材料性能的差异会直接影响材料的抗疲劳性能。
4. 温度和湿度温度和湿度对材料的疲劳特性有一定的影响。
一般来说,高温和潮湿环境会加速疲劳破坏的发生。
材料力学中材料破坏形式在材料力学的领域中,理解材料的破坏形式是至关重要的。
这不仅有助于我们合理地选择和使用材料,还能为工程设计提供坚实的理论基础,确保结构的安全性和可靠性。
材料的破坏形式多种多样,常见的主要有屈服、断裂、疲劳、蠕变以及磨损等。
屈服是材料在受力作用下产生显著塑性变形的现象。
当外力超过材料的屈服强度时,材料开始发生塑性变形,且这种变形不再是弹性可逆的。
例如,钢材在受到超过其屈服强度的拉力时,会产生明显的伸长和变形。
屈服的发生通常与材料内部的位错运动有关。
位错是晶体中的一种缺陷,在应力作用下,位错会滑移和增殖,导致材料的塑性变形。
断裂则是材料在受力作用下完全分离成两个或多个部分的现象。
断裂可以分为脆性断裂和韧性断裂。
脆性断裂往往没有明显的塑性变形,断裂面较为平整,如玻璃、铸铁等材料在受到冲击时可能会发生脆性断裂。
这是因为这类材料的原子间结合力较强,断裂前能够吸收的能量较少。
而韧性断裂则会伴随较大的塑性变形,断裂面呈现出粗糙的纤维状,像低碳钢等材料通常会发生韧性断裂。
韧性断裂的发生与材料内部的微裂纹扩展和聚合有关。
疲劳破坏是材料在循环载荷作用下发生的破坏。
即使循环载荷的最大值低于材料的屈服强度,但经过一定次数的循环后,材料仍可能发生断裂。
这种破坏形式在机械零件中较为常见,如轴、齿轮等。
疲劳破坏的原因主要是材料内部的微观缺陷在循环应力作用下逐渐扩展,最终导致断裂。
其断裂面通常具有独特的特征,如疲劳源区、疲劳扩展区和瞬断区。
蠕变是材料在高温和恒定载荷作用下,随时间不断发生塑性变形的现象。
例如,在高温环境下工作的蒸汽管道,如果长时间承受恒定压力,可能会因为蠕变而发生变形甚至破裂。
蠕变的发生与材料内部的原子扩散和位错运动有关。
磨损是材料表面在相对运动中因摩擦而逐渐损失的现象。
在机械传动中,如齿轮之间的啮合、轴承与轴颈的接触等,都会产生磨损。
磨损的形式有多种,如粘着磨损、磨粒磨损、疲劳磨损等。
磨损不仅会降低零件的精度和使用寿命,还可能导致整个系统的失效。
疲劳破坏机理1、定义材料或构件受到多次重复变化的载荷作用后,即使最大的重复交变应力低于材料的屈服极限,经过一段时间的工作后,最后也会导致破坏,材料或结构的这种破坏就叫做疲劳破坏。
材料科学揭示,由于制造过程中存在不可避免的缺陷,材料中的微裂纹总是存在的,特别是在焊缝处。
这些微裂纹在交变应力作用下扩展和聚合,形成宏观裂纹,宏观裂纹的进一步扩展导致最后的破坏。
疲劳破坏的微观过程是个极其复杂的过程,在宏观上一般来说可分为三个阶段:裂纹的萌生、裂纹的稳定扩展及裂纹的失稳扩展问。
2、疲劳裂纹萌生机理金属材料如果含有缺陷,夹杂物,切口或者其它应力集中源,疲劳裂纹就可能起源于这些地方。
通常将疲劳裂纹的萌生过程称为疲劳裂纹成核。
如果金属材料没有上述各种应力集中源,则裂纹成核往往在构件表面。
因为构件表面应力水平一般比较高,且难免有加工痕迹影响;同时表面区域处于平面应力状态,有利于塑性滑移的进行。
构件在循环载荷作用下经过一定次数应力循环之后,先在部分晶粒的局部出现短而细的滑移线,并呈现相继错动的滑移台阶,又由于往复滑移在表面上形成缺口或突起而产生应力集中。
随着循环次数增加,在原滑移线时近又会出现新滑移线逐渐形成较宽的滑移带,进一步增加应力循环次数,滑移带尺寸及数量均明显增加,疲劳裂纹就在这此滑移量大的滑移中产生。
这些滑移带称为驻留滑移带,标志裂纹在表面形成。
在大量滑移带中,由于原滑移所引起在表面有挤出和侵入槽的出现。
从而在表面下留下相应的空洞成为裂纹源。
随着循环次数提高和应力集中的加剧,会使空洞扩连形成新的较大空洞。
3、疲劳裂纹扩展机理疲劳裂纹在表面处成核,是由最大剪应力控制的,这些微裂纹在最大剪应力方向上。
在单轴加载条件下,微裂纹与加载方向大致呈45 度方向。
在循环载荷的继续作用下,这些微裂纹进一步扩展或互相连接。
其中大多数微裂纹很快就停止扩展,只有少数几条微裂纹能达到几十微米的长度。
此后逐渐偏离原来的方向,形成一条主裂纹而趋向于转变到垂直于加载方向的平面(最大拉应力面)内扩展。
疲劳破坏产生的条件,疲劳断裂过程一、疲劳破坏产生的条件疲劳破坏是材料在交变应力作用下,在应力远低于其静态强度极限下,由于交变应力的作用而引起的破坏现象。
在工程材料中,由于外力交变作用引起的疲劳破坏是一种常见的破坏形式。
疲劳破坏产生的条件主要包括:交变应力和循环次数。
1. 交变应力:材料在外力作用下,会产生应力。
当外力是交变应力时,材料内部会产生周期性的应力变化,这种交变应力会导致材料疲劳破坏的产生。
交变应力的大小和频率直接影响着材料的疲劳寿命,如果交变应力的幅值过大或频率过高,就会加速材料的疲劳破坏过程。
2. 循环次数:材料在外力作用下,经历了多个循环过程,每个循环过程都会对材料产生一定的影响。
当循环次数达到一定数量级时,材料就会发生疲劳破坏。
循环次数也是造成材料疲劳破坏的重要条件之一。
二、疲劳断裂过程疲劳断裂是由于材料在受到交变应力作用下,经历了很多次的应力循环后,最终导致材料断裂的现象。
疲劳断裂过程主要包括疲劳裂纹萌生、疲劳裂纹扩展和终期疲劳断裂三个阶段。
1. 疲劳裂纹萌生:在外力作用下,材料表面会逐渐出现微小的裂纹,这些微小的裂纹称为疲劳裂纹。
这些裂纹通常在材料表面的晶界、夹杂物的周围或应力集中的区域产生。
疲劳裂纹的萌生是疲劳断裂的起始阶段,也是疲劳破坏的先导阶段。
2. 疲劳裂纹扩展:一旦疲劳裂纹产生,它们会随着应力的循环不断扩展。
每个循环过程都会使裂纹的长度增加,最终导致了材料的疲劳断裂。
在这个阶段,裂纹的扩展速度通常会随着循环次数的增加而逐渐加快。
3. 终期疲劳断裂:当裂纹扩展到一定长度时,材料就会发生终期疲劳断裂。
在这个阶段,材料的剩余截面积已经无法承受外力的作用,最终导致了材料的断裂。
终期疲劳断裂是疲劳破坏的最终阶段,也是材料的寿命终结阶段。
个人观点和理解对于疲劳破坏产生的条件和疲劳断裂过程,我认为在材料设计和工程应用中,我们需要仔细考虑外力的交变作用和循环次数对材料的影响,选择合适的材料和工艺,以延长材料的疲劳寿命。
一、名词解释1、交变应力:构件中一点应力随着时间变化而变化时,这种应力称为“交变应力”;2、疲劳:在交变应力作用下发生的破坏现象,称为“疲劳失效”或“疲劳破坏”,简称“疲劳”。
疲劳失效与静载作用下的强度失效,有着本质上的差别。
在交变应力作用下,材料的强度性能则不仅与材料有关,而且与应力变化情况、构件的形状和尺寸,以及表面加工质量等因素有着很大关系。
二、疲劳破坏特点1、破坏应力值远低于材料在静载下的强度指标。
2、构件在确定的应力水平下发生疲劳破坏需要一个过程,即需要一定量的应力交变次数。
3、构件在破坏前和破坏时都没有明显的塑性变形,即使在静载下塑性很的材料,也特呈现脆性断裂。
4、同一疲劳破坏断口,一般都明显的两个区域:光滑区域和颗粒区域。
三、疲劳破坏原因以多晶体金属为例,它由很多强弱不等的晶粒所组成,在晶粒边界上或夹杂物处,强度更弱。
在外力作用下,受力较大或强度较弱的晶粒以及晶粒边界上将出现错动的滑移带。
随着应力变化次数的增加,滑移加剧,滑移带变宽,最后沿滑移带裂开,形成裂纹。
这些最初形成的微裂大都是疲劳破坏的发源区,称为“疲劳源”。
再经过若干次应力交变之后,宏观裂纹继续扩展,致使构件截面削弱,类似在构件上作成尖锐的“切口”。
结果,在很低的名义应力(不考虑应力集中时算得的应力),水平下,构件便发生破坏。
裂纹的生成和扩展是一个复杂的过程,它与构件的外形、尺寸、应力交变的类型,以及构件所处的介质等因素有很大关系。
1、应力集中对疲劳极限的影响在构件上截面突变处,如阶梯轴的过渡段、开孔、切槽等处,会产生应力集中现象,即在这些局部区域内,应力有可能达到很高数值。
2、构件尺寸对疲劳极限的影响构件尺寸对疲劳极限有着明显的影响,这是疲劳强度问题与静载强度问题的重要差别之一。
实验结果表明,当构件横截面上的应力非均匀颁布时,构件尺寸越大,疲劳极限越低。
3、构件表面加工质量对疲劳极限的影响粗糙的机械加工,会在构件表面形成深浅不同的刻痕,这些刻痕本身就是初始裂纹。
材料力学的疲劳寿命分析疲劳寿命是材料力学中一个重要的概念,它指的是材料在受到循环加载后发生疲劳破坏之前所经历的循环次数。
在工程设计和结构分析中,准确预测和分析材料的疲劳寿命至关重要,因为它直接影响着材料的可靠性和使用寿命。
一、疲劳破坏的基本原理材料在受到循环加载时,会发生微观裂纹的形成和扩展,导致材料的强度和韧性逐渐降低,最终导致疲劳破坏。
疲劳破坏的过程可以分为三个阶段:裂纹形成、裂纹扩展和破坏。
1. 裂纹形成阶段当材料受到应力加载时,存在缺陷和不均匀性,这些缺陷和不均匀性会导致应力集中。
在循环加载下,应力集中区域会产生局部塑性变形,并逐渐形成微小裂纹。
2. 裂纹扩展阶段一旦形成微小裂纹,循环加载会导致裂纹逐渐扩展。
这个阶段通常被称为裂纹扩展阶段,裂纹的扩展速率与应力幅、裂纹长度和材料的疲劳性能有关。
3. 破坏阶段当裂纹扩展到一定长度时,材料会因为强度和韧性的降低而发生破坏。
这个阶段是疲劳破坏的最终结果,材料在此时失去了重要的功能和可靠性。
二、疲劳寿命分析方法为了准确预测和分析材料的疲劳寿命,工程师和科学家开发了多种不同的疲劳寿命分析方法。
下面介绍几种常用的方法。
1. 应力范围法应力范围法是最简单和常用的疲劳寿命分析方法之一。
它基于材料的应力应变关系,并通过测量和计算加载的应力范围来估计疲劳寿命。
2. 应力域法应力域法考虑了应力的变化范围和频次对疲劳寿命的影响。
它将应力和应力范围绘制在应力-寿命曲线上,以确定疲劳寿命。
3. 塑性行为法塑性行为法通过考虑材料的塑性行为,如应力应变曲线的形状和材料的硬化行为,来进行疲劳寿命分析。
这种方法更适用于高强度材料和复杂加载情况下的分析。
4. 线性弹性应力法线性弹性应力法是一种基于材料的线性弹性行为进行疲劳寿命分析的方法。
它假设材料的疲劳寿命与应力幅有关,通过测量和计算应力幅来评估疲劳寿命。
三、影响疲劳寿命的因素除了疲劳寿命分析方法,还有一些其他因素会对材料的疲劳寿命产生影响。
材料力学中的疲劳损伤机理研究疲劳损伤是材料力学领域中的一个重要研究方向。
疲劳损伤是由于材料在受到周期性载荷作用下产生的持续性微小变形而导致的材料疲劳破坏。
在疲劳加载过程中,材料会逐渐失去其强度和韧性,最终导致疲劳断裂。
本文将着重探讨材料力学中的疲劳损伤机理研究。
一、疲劳裂纹成长机理分析疲劳损伤的主要表现之一是裂纹的成长。
疲劳裂纹成长机理是研究疲劳损伤的核心内容之一。
在材料受到疲劳载荷作用时,微小的裂纹会在材料中逐渐扩展,最终导致材料的疲劳断裂。
疲劳裂纹成长机理的研究对于预测材料的寿命和改善材料的抗疲劳性能具有重要意义。
二、疲劳寿命预测模型的建立疲劳寿命预测是研究疲劳损伤机理的另一个重要方面。
建立准确的疲劳寿命预测模型可以帮助工程师预测材料在实际工作条件下的寿命,从而进行有效的工程设计。
疲劳寿命预测模型通常基于材料的疲劳性能参数和实际工作条件进行建立,通过考虑不同的载荷幅值、载荷频率等参数来实现对材料寿命的预测。
三、疲劳断裂表面形貌分析研究疲劳损伤机理还需要对疲劳断裂的表面形貌进行分析。
疲劳断裂表面形貌通常表现为沿裂纹成长方向呈片状或细纹状的形态,通过分析疲劳断裂表面形貌可以揭示材料中的裂纹成长机制和断裂行为,有助于深入理解疲劳损伤的本质。
四、材料微结构对疲劳损伤的影响研究材料的微结构对于疲劳损伤的发生和发展起着重要的影响。
不同材料的微结构具有不同的显微组织特征,这些特征会影响材料中裂纹的形成和扩展。
因此,研究材料微结构对疲劳损伤的影响是材料力学中的一个重要研究方向。
五、新型材料的疲劳性能研究随着科技的不断发展,新型材料的研究越来越受到关注,而新型材料的疲劳性能研究是其中一个重要的方面。
新型材料具有独特的物理和化学性质,对于新型材料的疲劳损伤机理研究可以为其在实际工程领域的应用提供参考。
六、疲劳损伤机理研究的应用疲劳损伤机理研究的成果可以广泛应用于工程领域。
通过深入了解疲劳损伤的机理,可以更好地预测材料的寿命,指导工程师进行材料选择和设计。
钢材的疲劳破坏疲劳破坏的特征和定义:钢材在循环荷载作用下,应力虽然低于极限强度,甚至低于屈服强度,但仍然会发生断裂破坏,这种破坏形式就称为疲劳破坏。
破坏过程:裂纹的形成裂纹的扩展最后的迅速断裂而破坏 破坏特点:(1)疲劳破坏时的应力小于钢材的屈服强度,钢材的塑性还没有展开,属于脆性破坏。
(2)疲劳破坏的断口与一般脆性破坏的断口不同。
一般脆性破坏后的断口平直,呈有光泽的晶粒状或人字纹。
而疲劳破坏的主要断口特征是放射和年轮状花纹。
(3)疲劳对缺陷十分敏感。
钢材在连续交变荷载作用下,会逐渐累积损伤、产生裂纹及裂纹逐渐扩展,直到最后破坏,此现象称为疲劳(fatigue )。
按照断裂寿命和应力高低的不同,疲劳分为高周疲劳(high-cyclefatigue )和低周疲劳(low-cyclefatigue )两类。
高周疲劳的断裂寿命较长,断裂前的应力循环次数n^5^>,断裂应力水平较低,因此也称低应力疲劳或疲劳,一般常见的疲劳多属于这类。
低周疲劳的断裂寿命较短,破坏前的循环次数n=102〜5X104,断裂应力水平较高,伴有塑性应变发生,因此也称为应变疲劳或高应力疲劳。
1常幅疲劳钢材的疲劳一钢材在连续重复荷载作用下裂纹生成、扩展以致断裂破坏的现象。
设计规范规定:循环次数N±5X104,应进行疲劳计算。
1.1循环应力的特征应力谱,应力比,应力幅,循环次数NP=minQmax1.2 常幅疲劳-重复荷载的数值不随时间变化,所有应力循环内的应力幅保持常量。
A c=Q -Qmaxmin1.3A。
与N的关系A。
越大,破坏时循环次数越少;A。
越小,破坏时循环次数越多。
■破坏时循环次数越少,说明越大;■破坏时循环次数越多,说明越小。
1.4容许应力幅规范将不同构造和受力特点的钢构件和连接,按其疲劳性能的高低归并划分为8个疲劳计算类别,并对每个类别规定了相应的参数取值。
40.(叱嶽茨)J z Q r2C2r?5XI07'10H2X'5xl:fi和〔对数尺)参数c和b的取值参数C\创也农2.1国内外试验证明,除了个别在疲劳计算中不起控制作用类别的疲劳强度有随钢材的强度提高而稍有增加外,大多数焊接连接类别的疲劳强度不受钢材强度的影响。
材料力学破坏的三种形式材料力学中的破坏形式就像人生中的那些小插曲,有时候让人哭笑不得。
我们来聊聊这三种破坏形式,别担心,我会尽量用通俗易懂的方式,让你轻松愉快地了解。
咱们得说说脆性破坏。
想象一下,你买了一个漂亮的杯子,结果不小心掉地上,啪的一声,碎了。
这就是脆性破坏的典型案例,没啥缓冲,直接就“见光死”。
材料在承受应力时,完全没给自己留条后路,瞬间就崩溃了。
生活中,脆性破坏就像那些脾气大的人,平时好好的,突然炸了,啥也不留情面。
接着聊聊延性破坏。
这个就像是我们在面对生活的压力时,学会了低头,不是认输,而是找到了折中的办法。
想象你在运动场上,参加一个接力赛,腿有点酸了,但是你依然坚持,直到最后一刻才放弃。
延性破坏的材料可以在拉伸过程中产生变形,像小孩子一样,虽然哭了,但还是不想让爸妈担心,努力忍耐。
它们的韧性强,能承受一段时间的压力,最后才会慢慢崩溃。
这种破坏方式其实有点像我们生活中的挫折,经历了磨难,才显得更坚韧。
咱们再来看看疲劳破坏。
这个就像是你每天都在熬夜,工作压力山大,终于某天精神崩溃的那种感觉。
疲劳破坏是在反复的负荷下逐渐发生的,表面看起来没啥问题,实际上内心早已千疮百孔。
想想你在上班的时候,工作一段时间就感到精疲力竭,这就是疲劳的体现。
材料经过无数次的循环应力,终于忍无可忍,咔嚓一声。
它就像生活中的隐形压力,逐渐累积,最终导致崩溃。
这些破坏形式其实可以反映我们生活中的种种状况,脆性、延性和疲劳,就像我们应对困难时的不同反应。
脆性是直接的放弃,延性是经过努力的坚持,而疲劳则是潜移默化的累积。
在生活中,我们也会遇到各种压力,像是来自工作、家庭或者人际关系的种种挑战。
我们可能会在某个瞬间选择坚强,也可能在无数个日子里默默承受。
说到这里,大家可能会发现,材料力学和生活并没有太大区别。
每种破坏形式都有它独特的魅力和悲剧。
脆性让我想起那些瞬间爆发的冲突,延性让我想到努力拼搏的奋斗,疲劳则像是生活中无法言说的苦涩。
名词解释疲劳破坏疲劳破坏是一种物理现象,它描述了物质在经历了重复的应力作用后,逐渐失去强度和韧性的过程。
这种现象在材料科学、工程技术和人体生理学等领域都有广泛的应用。
在材料科学中,疲劳破坏是一种材料失效的主要形式之一。
在工程技术中,疲劳破坏是一种极其常见的现象,因为几乎所有的机械设备都经历了重复的应力作用。
在人体生理学中,疲劳破坏是指肌肉和神经系统在长时间的运动和工作后产生的疲劳和损伤。
疲劳破坏的机理比较复杂,但是可以归纳为以下几种情况:1. 微观裂纹扩展:当材料受到重复应力作用时,材料内部会出现微小的裂纹。
这些裂纹会随着应力的增加而扩展,最终导致材料的破坏。
2. 塑性变形:当材料受到应力作用时,材料内部的原子和分子会发生位移和变形。
这种变形会导致材料内部的应力分布发生变化,从而引起材料的破坏。
3. 疲劳蠕变:当材料受到重复应力作用时,材料内部会发生一种称为疲劳蠕变的现象。
这种现象会导致材料内部的晶粒发生变形,最终导致材料的破坏。
疲劳破坏对材料和机械设备的影响非常大。
在材料科学中,疲劳破坏是影响材料使用寿命的主要因素之一。
在工程技术中,疲劳破坏是导致机械设备失效的主要原因之一。
在人体生理学中,疲劳破坏是导致肌肉和神经系统疲劳和损伤的主要原因之一。
为了减少疲劳破坏的影响,我们可以采取以下几种措施:1. 控制应力幅值:在机械设备设计和使用中,我们应该尽可能地控制应力幅值,避免机械设备受到过大的应力作用。
2. 增加材料强度:在材料选择和制备中,我们应该选择强度高、韧性好的材料,以减少疲劳破坏的发生。
3. 减少应力作用次数:在机械设备的使用中,我们应该尽可能地减少机械设备受到重复应力作用的次数,减少疲劳破坏的发生。
4. 适当的休息和锻炼:在人体生理学中,我们应该合理安排工作和休息时间,避免长时间的工作和运动,减少肌肉和神经系统的疲劳和损伤。
总之,疲劳破坏是一种普遍存在的现象,对材料、机械设备和人体都有着重要的影响。