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疲劳寿命设计方法

(2015-06-10 11:12:48)
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杂谈

一、什么是疲劳失效
疲劳是一种机械损伤过程。其特点为:在这一过程中即使名义应力低于材料屈服强度;破坏前无明显塑性变形,突然发生断裂。疲劳失效的本质主要是损伤的累积。
疲劳发生的过程如下:金属内部缺陷→微裂纹产生→裂纹扩展→断裂
疲劳寿命设计方法

二、无限寿命设计方法
1S-N曲线(wohler curveS-N曲线是根据材料的疲劳强度实验数据得出的应力和疲劳寿命N的关系曲线,主要用于描述材料的疲劳特性。1871年,Wohler首先对铁路车轴进行系统的疲劳研究,发展了S-N曲线及疲劳极限概念。
疲劳寿命设计方法


2、疲劳极限疲劳极限一般规定为循环次数107所对应的最大应力。
疲劳寿命设计方法


三、有限寿命设计方法
当交变载荷有较多的冲击过载或工作载荷为随机载荷时,工作应力在某些时刻会越过疲劳极限。此时,疲劳寿命设计主要是保证构件在设计的寿命之内不发生疲劳破坏,也即设计使构件具有有限的疲劳寿命。
1Miner法则(疲劳损伤线性累积)工作过程中,只有一个幅值的交变应力σ的情况。循环n次,造成损伤:Damage=n/N。当Damage=1时,疲劳发生。
疲劳寿命设计方法

工作过程中,有多个幅值的交变应力的情况。σ1,σ2,σ3各自循环次数为n1, n2, n3次,造成的损伤:Damage=n1/N1 n2/N2 n3/N3
疲劳寿命设计方法

2、雨流计数法雨流计数法可以处理复杂交变应力。
疲劳寿命设计方法

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