四、循環(huán)應(yīng)力的特性。
循環(huán)應(yīng)力的特性用最小應(yīng)力與應(yīng)力的比值r= σmin/σmax 表示，r稱為循環(huán)特征。對應(yīng)于不同循環(huán)特征，有不同的S一N曲線、疲勞極限和條件疲勞極限。對不同方向的應(yīng)力，可用正負(fù)值加以區(qū)別，如拉應(yīng)力為正值，壓應(yīng)力為負(fù)值。當(dāng)r=—1，即σmin=-σmax 時(shí)，稱為對稱循環(huán)應(yīng)力;當(dāng)r=0,即σmin=0 時(shí)，稱為脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)力;當(dāng)r=+1，即σmin=σmax 時(shí)，應(yīng)力不隨時(shí)間變化，稱為靜應(yīng)力;當(dāng)+l>r>-1時(shí)，統(tǒng)稱為不對稱循環(huán)應(yīng)力。對應(yīng)于不同循環(huán)特征，有不同的S--N曲線、疲勞極限和有限壽命的條件疲勞極限。
五、疲勞極限。材料疲勞極限可從有關(guān)設(shè)計(jì)手冊、材料手冊中查出。缺乏疲勞極限數(shù)據(jù)時(shí)，可用經(jīng)驗(yàn)的方法根據(jù)材料的屈服極限σs，和強(qiáng)度極限σb計(jì)算。
零件的疲勞極限σrk 和τrk是根據(jù)所使用材料的疲勞極限，考慮零件的應(yīng)力循環(huán)特性、尺寸效應(yīng)、表面狀態(tài)應(yīng)力集中等因素確定的。按表8-1計(jì)算。其系數(shù)是K、ε、β、ψ。計(jì)算方法如例5見教材470頁。
六、疲勞損傷積累理論。
疲勞損傷積累理論認(rèn)為，當(dāng)零件所受應(yīng)力高于疲勞極，每一次載荷循環(huán)都對零件造成一定量的損傷，并且這種損傷是可以積累的;當(dāng)損傷積累到臨界值時(shí)，零件將發(fā)生疲勞破壞。較重要的疲勞損傷積累理論有線性和非線性疲勞損傷積累理論，線性疲勞損傷積累理論認(rèn)為，每一次循環(huán)載荷所產(chǎn)生的疲勞損傷是相互獨(dú)立的，總損傷是每一次疲勞損傷的線性累加，它代表性的理論是帕姆格倫一邁因納定理，應(yīng)用最多的是線性疲勞損傷積累理論。
帕姆格倫一邁因納(Palmgren-Miner)定理。 設(shè)在載荷譜中， 有應(yīng)力幅為，σ1、σ2、… σi ，各級(jí)應(yīng)力，其循環(huán)數(shù)分別為n1、n2，…ni ，從材料的S—N曲線，可以查到對應(yīng)于各級(jí)應(yīng)力的達(dá)到疲勞破壞的循環(huán)數(shù)N1，N2，…Ni，根據(jù)疲勞損發(fā)生疲勞破壞，即損傷率達(dá)到100%的條件為：Σni/ Ni=1
由上式可得到疲勞壽命
N=1/Σ(1/ Ni)( ni/N)
七、疲勞壽命理論的應(yīng)用
例7 見教材473頁。
循環(huán)應(yīng)力的特性用最小應(yīng)力與應(yīng)力的比值r= σmin/σmax 表示，r稱為循環(huán)特征。對應(yīng)于不同循環(huán)特征，有不同的S一N曲線、疲勞極限和條件疲勞極限。對不同方向的應(yīng)力，可用正負(fù)值加以區(qū)別，如拉應(yīng)力為正值，壓應(yīng)力為負(fù)值。當(dāng)r=—1，即σmin=-σmax 時(shí)，稱為對稱循環(huán)應(yīng)力;當(dāng)r=0,即σmin=0 時(shí)，稱為脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)力;當(dāng)r=+1，即σmin=σmax 時(shí)，應(yīng)力不隨時(shí)間變化，稱為靜應(yīng)力;當(dāng)+l>r>-1時(shí)，統(tǒng)稱為不對稱循環(huán)應(yīng)力。對應(yīng)于不同循環(huán)特征，有不同的S--N曲線、疲勞極限和有限壽命的條件疲勞極限。
五、疲勞極限。材料疲勞極限可從有關(guān)設(shè)計(jì)手冊、材料手冊中查出。缺乏疲勞極限數(shù)據(jù)時(shí)，可用經(jīng)驗(yàn)的方法根據(jù)材料的屈服極限σs，和強(qiáng)度極限σb計(jì)算。
零件的疲勞極限σrk 和τrk是根據(jù)所使用材料的疲勞極限，考慮零件的應(yīng)力循環(huán)特性、尺寸效應(yīng)、表面狀態(tài)應(yīng)力集中等因素確定的。按表8-1計(jì)算。其系數(shù)是K、ε、β、ψ。計(jì)算方法如例5見教材470頁。
六、疲勞損傷積累理論。
疲勞損傷積累理論認(rèn)為，當(dāng)零件所受應(yīng)力高于疲勞極，每一次載荷循環(huán)都對零件造成一定量的損傷，并且這種損傷是可以積累的;當(dāng)損傷積累到臨界值時(shí)，零件將發(fā)生疲勞破壞。較重要的疲勞損傷積累理論有線性和非線性疲勞損傷積累理論，線性疲勞損傷積累理論認(rèn)為，每一次循環(huán)載荷所產(chǎn)生的疲勞損傷是相互獨(dú)立的，總損傷是每一次疲勞損傷的線性累加，它代表性的理論是帕姆格倫一邁因納定理，應(yīng)用最多的是線性疲勞損傷積累理論。
帕姆格倫一邁因納(Palmgren-Miner)定理。 設(shè)在載荷譜中， 有應(yīng)力幅為，σ1、σ2、… σi ，各級(jí)應(yīng)力，其循環(huán)數(shù)分別為n1、n2，…ni ，從材料的S—N曲線，可以查到對應(yīng)于各級(jí)應(yīng)力的達(dá)到疲勞破壞的循環(huán)數(shù)N1，N2，…Ni，根據(jù)疲勞損發(fā)生疲勞破壞，即損傷率達(dá)到100%的條件為：Σni/ Ni=1
由上式可得到疲勞壽命
N=1/Σ(1/ Ni)( ni/N)
七、疲勞壽命理論的應(yīng)用
例7 見教材473頁。