第二章 應(yīng)力疲勞四

第二章應(yīng)力疲勞2.1S-N曲線2.2平均應(yīng)力的影響2.3影響疲勞性能的若干因素2.4缺口疲勞2.5變幅載荷譜下的疲勞壽命2.6隨機(jī)譜與循環(huán)計(jì)數(shù)法返回主目錄1應(yīng)力疲勞:Smax<Sy，Nf>104，也稱高周疲勞。應(yīng)變疲勞:Smax>Sy，Nf<104，也稱低周應(yīng)變疲勞。應(yīng)力水平（S）用R和Sa描述。壽命（N）為到破壞的循環(huán)次數(shù)。研究裂紋萌生壽命，“破壞”定義為：1.標(biāo)準(zhǔn)小尺寸試件斷裂。脆性材料2.出現(xiàn)可見小裂紋,或可測(cè)的應(yīng)變降。延性材料應(yīng)力s應(yīng)變eSyo第二章應(yīng)力疲勞2.1S-N曲線2R=-1(Sa=Smax)條件下得到的S-N曲線?；維-N曲線：1.一般形狀及特性值用一組標(biāo)準(zhǔn)試件，在R=-1下，施加不同的Sa，進(jìn)行疲勞試驗(yàn)，可得到S-N曲線。S-N曲線上對(duì)應(yīng)于壽命N的應(yīng)力，稱為壽命為N循環(huán)的疲勞強(qiáng)度。S103104105106107NfSN疲勞強(qiáng)度(fatiguestrength)SN：3

“無(wú)窮大”一般被定義為：

鋼材，107次循環(huán)；焊接件，2×106次循環(huán)；有色金屬，108次循環(huán)。S103104105106107NfSNSf疲勞極限(endurancelimit

)Sf：壽命N趨于無(wú)窮大時(shí)所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力S的極限值Sf。特別地，對(duì)稱循環(huán)下的疲勞極限Sf(R=-1)，簡(jiǎn)記為S-1.滿足S＜Sf的設(shè)計(jì)，即無(wú)限壽命設(shè)計(jì)。42.S-N曲線的數(shù)學(xué)表達(dá)1)冪函數(shù)式Sm.N=Cm與C是與材料、應(yīng)力比、加載方式等有關(guān)的參數(shù)。二邊取對(duì)數(shù)，有:

lgS=A+BlgNS-N間有對(duì)數(shù)線性關(guān)系；參數(shù)A=LgC/m,B=-1/m。LgS34567LgNSf5考慮疲勞極限Sf，且當(dāng)S趨近于Sf時(shí)，N。2)

指數(shù)式

：ems.N=C二邊取對(duì)數(shù)后成為：

S=A+BlgN

（半對(duì)數(shù)線性關(guān)系）最常用的是冪函數(shù)式。高周應(yīng)力疲勞，適合于N>103-104。S34567LgNSf3)三參數(shù)式

(S-Sf)m.N=C63.S-N曲線的近似估計(jì)斜線OA+水平線ABR=-1，旋轉(zhuǎn)彎曲時(shí)有：

Sf(bending)=0.5Su

(Su<1400MPa)分散在(0.3-0.6)Su間

Sf(bending)=700MPa

(Su>1400MPa)1)疲勞極限Sf與極限強(qiáng)度Su之關(guān)系500500100015002008000AB旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞極限S

MPaf材料極限強(qiáng)度SMPauS/S=0.5fuS=700f常用金屬材料數(shù)據(jù)圖7軸向拉壓載荷作用下的疲勞極限可估計(jì)為：Sf(tension)=0.7Sf(benting)=0.35Su

實(shí)驗(yàn)在(0.3-0.45)Su之間高強(qiáng)脆性材料，極限強(qiáng)度Su取為b；延性材料,Su取為ys。扭轉(zhuǎn)載荷作用下的疲勞極限可估計(jì)為：Sf(torsion)=0.577Sf(benting)=0.29Su

實(shí)驗(yàn)在(0.25-0.3)Su之間注意，不同載荷形式下的Sf和S-N曲線是不同的。8故由S-N曲線有：(0.9Su)m×103=(kSu)m×106=C參數(shù)為：m=3/lg(0.9/k)；C=(0.9Su)m×103假定1：壽命N=103時(shí)，有：S103=0.9Su；

高周疲勞：N>103。已知Sf和Su,

S-N曲線用Sm.N=C表達(dá)。假定2：壽命N=106時(shí)，S106=Sf=kSu,如彎曲時(shí)，k=0.5。2)無(wú)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)S-N曲線的估計(jì)(供初步設(shè)計(jì)參考)LgS34567LgN120SuSf9StR=-1R=-1/3R=0SmR，Sm；且有：Sm=(1+R)Sa/(1-R)R的影響Sm的影響Sm>0,對(duì)疲勞有不利的影響；Sm<0,壓縮平均應(yīng)力存在，對(duì)疲勞是有利的。噴丸、擠壓和預(yù)應(yīng)變殘余壓應(yīng)力提高壽命。2.2平均應(yīng)力的影響1)一般趨勢(shì)Sa不變，RorSm；N；N不變，RorSm；SN;SNSm<0Sm=0Sm>0aR增大102）Sa-Sm關(guān)系SS-1aSuSmN=104N=107Sa/S-1101Sm/SuN=107Haigh圖如圖，在等壽命線上，Sm，Sa；SmSu。Haigh圖:(無(wú)量綱形式)N=107,當(dāng)Sm=0時(shí)，Sa=S-1；當(dāng)Sa=0時(shí)，Sm=Su。GerberGoodman對(duì)于其他給定的N，只需將S-1換成Sa(R=-1)即可。利用上述關(guān)系，已知Su和基本S-N曲線，即可估計(jì)不同Sm下的Sa或SN。Gerber：(Sa/S-1)+(Sm/Su)2=1Goodman：(Sa/S-1)+(Sm/Su)=111解：1.工作循環(huán)應(yīng)力幅和平均應(yīng)力：Sa=(Smax-Smin)/2=360MPaSm=(Smax+Smin)/2=440MPa例2.1:構(gòu)件受拉壓循環(huán)應(yīng)力作用，Smax=800MPa,Smin=80MPa。若已知材料的極限強(qiáng)度為Su=1200MPa，試估算其疲勞壽命。2.估計(jì)對(duì)稱循環(huán)下的基本S-N曲線：Sf(tension)=0.35Su=420MPa若基本S-N曲線用冪函數(shù)式SmN=C表達(dá)，則m=3/lg(0.9/k)=7.314；

C=(0.9Su)m×103=1.536×1025124.估計(jì)構(gòu)件壽命對(duì)稱循環(huán)(Sa=568.4,Sm=0)條件下的壽命，可由基本S-N曲線得到，即N=C/Sm=1.536×1025/568.47.314=1.09×105(次)3.循環(huán)應(yīng)力水平等壽命轉(zhuǎn)換

利用基本S-N曲線估計(jì)疲勞壽命，需將實(shí)際工作循環(huán)應(yīng)力水平,等壽命地轉(zhuǎn)換為對(duì)稱循環(huán)下的應(yīng)力水平Sa(R=-1)，由Goodman方程有：(Sa/Sa(R=-1))+(Sm/Su)=1可解出：Sa(R=-1)=568.4MPa13重畫Sa-Sm關(guān)系圖。射線斜率k,k=Sa/Sm；又有R=Smin/Smax=(Sm-Sa)/(Sm+Sa)=(1-k)/(1+k)k、R一一對(duì)應(yīng)，射線上各點(diǎn)R相同。S-1ASSaOSumBC-1R=0R=R=1D3)等壽命疲勞圖且有：k=1(45線)時(shí)，Sm=Sa，R=0;

k=(90線)時(shí)，Sm=0，R=-1;

k=0(0線)時(shí)，Sa=0，R=1;kh作DCOA，DC是R的坐標(biāo)線，如何標(biāo)定？14故可知:R=(1-k)/(1+k)=h/OA=h/ACR值在AC上線性標(biāo)定即可。設(shè)AB=h，OB的斜率為：k=Sa/Sm=(OAsin45-hsin45)/(OAcos45+hcos45)=(OA-h)/(OA+h)S-1ASSaOSumBC-1R=0R=R=1DhSuS-10S1S2-101RSaSm將Sa-Sm關(guān)系圖旋轉(zhuǎn)45度，坐標(biāo)S1和S2代表什么？15如此得到的圖，稱為等壽命疲勞圖。由圖可以:直接讀出給定壽命N下的Sa、Sm、Smax、Smin、R；在給定R下，由射線與等壽命線交點(diǎn)讀取數(shù)據(jù)，得到不同R下的S-N曲線。對(duì)任一點(diǎn)A，有Sin=Sa/OA,cos=Sm/OA由AOC可知：S1=OC=OASin(45-)=()OA[(Sm-Sa)/OA]=()Smin2/22/2可見，S1表示Smin,坐標(biāo)按0.707標(biāo)定；還可證,S2表示Smax。ASS-10CSDaS2-101RSaSm1u16R-.6-.4-.20.2.4.6.81.0600400200-400-2000200400600200400600200400S/MPamS/MPaaS/MPaminS/MPamaxS/MPamax7075-T6鋁合金等壽命疲勞圖600400200N=106N=105N=104N=107N=104,R=0.2Sm=330Sa=220Smax=550Smin=110問(wèn)題一、試由圖估計(jì)N=104,R=0.2時(shí)的應(yīng)力水平。17R-.6-.4-.20.2.4.6.81.0600400200-400-2000200400600200400600200400S/MPamS/MPaaS/MPaminS/MPamaxS/MPamax7075-T6鋁合金等壽命疲勞圖600400200N=106N=105N=104N=107R=0.2N=104,Sa=220,lgSa=2.342N=105,Sa=180,lgSa=2.255N=106,Sa=150,lgSa=2.176N=107,Sa=130,lgSa=2.114問(wèn)題二、試由圖估計(jì)R=0.2時(shí)的S-N曲線。LgS34567LgN2.12.22.3182.3影響疲勞性能的若干因素1.載荷形式的影響Sf（彎）＞Sf（拉）SmaxSmaxddDD彎曲拉伸載荷、尺寸不同時(shí)的高應(yīng)力區(qū)域體積拉彎拉壓循環(huán)高應(yīng)力區(qū)體積大，存在缺陷并引發(fā)裂紋萌生的可能大、機(jī)會(huì)多。所以，同樣應(yīng)力水平作用下，拉壓循環(huán)載荷時(shí)壽命比彎曲短；或者說(shuō)，同樣壽命下，拉壓循環(huán)時(shí)的疲勞強(qiáng)度比彎曲情況低。疲勞破壞主要取決于作用應(yīng)力的大小和材料抵抗疲勞破壞的能力。19同樣黎可用盯高應(yīng)咐力區(qū)惹體積藍(lán)的不篇同來(lái)搬解釋厘。應(yīng)力旨水平汗相同連時(shí)，醉試件印尺寸孕越大宏，高診應(yīng)力馳區(qū)域駛體積核越大易。疲勞率發(fā)生控在高葬應(yīng)力借區(qū)材胖料最侍薄弱隨處，鞭體積裳越大鵲，存飽在缺立陷或肚薄弱省處的擇可能吧越大竿。2.卻尺休寸效遠(yuǎn)應(yīng)尺寸接效應(yīng)吉可以敞用一隔個(gè)修迅正因夾子Csi彎ze表達(dá)瓦為：Csi銀ze=1撿.1遼89棵d-0筒.0疲978m勉md25卷0m父m當(dāng)直俘徑d譽(yù)<8宇mm乖時(shí)，錄Csi柱ze=1仿。尺寸異修正菊后的蜜疲勞攻極限刷為：梢Sf'=猾Csi行zeSf.尺寸吐效應(yīng)礙對(duì)于媽長(zhǎng)壽糾命疲膽勞影圾響較臘大。203.擊表猾面光睛潔度怨的影漿響由疲燈勞破幟壞機(jī)慌理知暑，表余面粗講糙，允局部盆應(yīng)力射集中胖增大湊，裂奶紋萌莫生壽慎命縮年短。400700100013001.00.80.60.40.20表面光潔度系數(shù)抗拉強(qiáng)度(Mpa)鏡面拋光精磨熱軋鍛造鹽水腐蝕機(jī)械加工材料拘強(qiáng)度哲越高脾，光潔呈度的迅影響搜越大懸；應(yīng)力頂水平啄越低折，壽攏命越貪長(zhǎng)，駐光潔響度的陳影響炊越大污。加工臥時(shí)的影劃痕篇、碰笑傷(烤尤其在孔勞、臺(tái)字階等丟高應(yīng)溝力區(qū)者)，鍛可能蔑是潛概在的巨裂紋妙源，后應(yīng)當(dāng)誰(shuí)注意掃防止培碰劃癥。21材料咳強(qiáng)度么越高列，循葵環(huán)應(yīng)船力水高平越駝低，骨壽命赴越長(zhǎng)撇，效鉆果越愛好。冬在缺宏口應(yīng)遺力集覽中處焰采用疤,效骨果更櫻好。4.鼠表面桂處理粱的影圓響殘余墨拉應(yīng)坦力則撇有害拌。焊密接、帝氣割強(qiáng)、磨獸削等忍會(huì)引識(shí)入殘例余拉報(bào)應(yīng)力麗，使嶄疲勞敢強(qiáng)度順降低修或壽絨命減篇小。疲勞教裂紋集常起蜘源于屆表面品。在表豬面引班入壓嚷縮殘推余應(yīng)蘿力，鏈可提降高疲溪?jiǎng)趬叟趺１砻嬷娡铇?biāo)；銷驅(qū)、軸挺、螺用栓冷肺擠壓哄；干扔涉配蝴合等控；都奪可在楊表面笑引入憶殘余巨壓應(yīng)鼓力,鄰提高伯壽命把。溫度守、載焦荷、穴使用耍時(shí)間問(wèn)等因引素可慘能引唉起應(yīng)艘力松旦弛，憤例如誕，鋼傅在3憶50C以憑上,態(tài)鋁立在1乳50C以麗上，臭就可屈能出割現(xiàn)應(yīng)也力松東弛，衡影響甘疲勞呀壽命急。22鍍鉻控或鍍反鎳，騾引入洗殘余抬拉應(yīng)廳力，法疲勞孔極限擴(kuò)下降夫。材料釋強(qiáng)度眠越高響，壽救命越顫長(zhǎng)，考鍍層根越厚稀，影聲響越以大；104105106107NS500400300200150鍍鎳+噴丸噴丸+鍍鎳基材鍍鎳鍍鎳、噴丸對(duì)疲勞性能的影響熱軋裹或鍛聲造，聰會(huì)使緒表面憲脫碳尿，強(qiáng)居度下趨降并沖在表殼面引慚入拉卡伸殘期余應(yīng)駛力。僻可使嗚疲勞薪極限造降低管50婆%甚戒至更束多。泳材料播強(qiáng)度薪越高姨，影心響越患大。滲碳診或滲蒜氮，袋可提此高表機(jī)層材撕料強(qiáng)騰度并佩引入灰殘余里壓應(yīng)蹦力，爪使鋼端材疲趕勞極佩限提物高。售對(duì)于棚缺口校件，更效果晝更好梨。鍍鋅稿或鍍紀(jì)鎘，真影響身較小違，但說(shuō)防磨討蝕效旁果比恩鍍鉻芝差。鍍前暖滲氮愛，鍍區(qū)后噴碑丸等電，可中以減餃小其俗不利畏影響伸。23Ca脫re俗s壘ho檔ul賀d之be堂t贏ak華en唐w路he君n畏us西in逐g瓜th沉e氣id范ea炭o管f匆an殿e屯nd膊ur已a(bǔ)n胡ce揀li歷mi參t,口a長(zhǎng)“獵sa稻fe聞s慕tr咸es歐s”岸be套lo踩w醉wh借ic申h扛f疼at唇ig帶ue啊wi爬ll隨no壩t況o界cc謠ur狼.逐O逆nl消y宣pl驕ai肢n黎ca湊rb槳on慌an盞d餅l鈴ow桑-a逢ll譜oy桑st率ee類l嘴e螞xh然ib撇it牢th降is大p銀ro燒pe誼rt雅y,續(xù)an告d臺(tái)i微t勢(shì)m裹ay萄di街sa瓦pp捉ea鐮r辭du擠e序to右h北ig富h穩(wěn)te淘mp筒er津at恒ur蔬es督,先c堪or笑ro巖si對(duì)ve賀en展vi紡ro書nm窗en舊ts環(huán),刻a袋nd果p聾er吧io搞di啦c醉ov糕er轎lo命ad貍s.用持虹久極遵限作察為低相于它桿將不咐出現(xiàn)免疲勞額的安誰(shuí)全應(yīng)碼力時(shí)水,澤必刊須要條注意護(hù)。購(gòu)只有肅普通萌碳鋼雞和低枯合金綠鋼才字有上諒述特參性，結(jié)且這究一特蓮性可夠能由腳于高刺溫、藥腐蝕歡環(huán)境頸和周偷期超尿載而覺消失譽(yù)。24As資a夕g時(shí)en備er側(cè)al齊t惡re舅nd棕t觸he稀f肆ol言lo淋wi牧ng亡f種ac錫to剖rs納w回il態(tài)l拍re若du喜ce役t湊he室v盆al臨ue叉o煙f簽en扒du雪ra箱nc撓e世li揉mi底t:Te淺ns狂il煉e某me袍an鞋s拉tr隨es臟s,La供rg韻e西se間ct訊io敏n耽si癥ze頁(yè),Ro麥ug須h魯su殖rf距ac殃e摟fi飄ni獻(xiàn)sh信,Ch墓ro跑me夕a沫nd偽n版ic而ke純l我pl岔at嘴in施g,De椒ca才rb襲or殿iz咱at斤io孫n(d非ue俯t窯o捷fo枕rg綿in鍵g扎an廁d播ho石t錘ro服ll珠in抗g)拉伸稠平均塵應(yīng)力大截渴面尺標(biāo)寸表面蛾粗造鍍鉻捎和鍍送鎳鍛造竄或熱回軋脫斥碳25Th府e熔fo造ll贈(zèng)ow引in芬g正fa疼ct晝or蜂s疲te音nd物t翅o例in椅cr蹦ea較se牧t截he初e汽nd慣ur康an申ce孟l葉im訓(xùn)it餐:Ni們tr稻id點(diǎn)in圍g,ha繩rd找en陪in劇gca調(diào)rb克on吩iz瓜at鬼io哈n,sh腸ot擋p慚ee惡ni涂ng滋,Cl鼠od劉r妻ol使li輪ng甩.滲氮硬化脹處理碳化腳（滲輪碳）噴丸冷軋26再貴見習(xí)題落：2大-2替，2角-4趴，2沿-5再見艇！謝謝辨！第一炊次課頃完社請(qǐng)繼控續(xù)第輸二次裂課返回射主目巨錄27第二稿章赴應(yīng)都力疲學(xué)勞2.攏1腐S-N曲捐線2.廁2恥平均難應(yīng)力守的影播響2.酒3巖影響針疲勞熊性能映的若沈干因兼素2.漂4唯缺口忍疲勞2.歡5濾變局幅載薄荷譜臂下的裳疲勞厘壽命2.墻6轉(zhuǎn)隨殼機(jī)譜蘿與循稿環(huán)計(jì)濾數(shù)法返回聰主目際錄282.肌4車缺口手疲勞糊(軋no錯(cuò)tc恭h里ef扣fe垃ct謹(jǐn))實(shí)際零構(gòu)件缺口應(yīng)力集中疲勞性能下降。Al記mo民st鏡al豎l看m則ac澡hi嚴(yán)ne竿co鋸mp郊o(jì)n午en明ts銜an撤d漂s鏈tr肢uc頁(yè)tu姓ra荷l蜻me寸mb衣er妹s飄c叮on塌ta刊in患so贈(zèng)me漫fo放rm杜ge噴om料et蓄ri地ca延l劃o凝r傲mi些cr奮os蠅tr啄uc偷tu求ra似l布d購(gòu)is均co創(chuàng)nt啟in急ui污ti訓(xùn)es晶.斤T渾he可se樸d后is棵co嫁nt柳in癥ui共ti舞es際,歸or捷s芹tr瓣es某s綿co捆nc悄en利tr悠at李io強(qiáng)ns勒,糟of壟te敢n提re它su做lt乘i恨n擊m叮ax射im世um魂lo澇ca素l玻st鴉re本ss轎es驅(qū)at禁th瓣e捷d覆is色co謙nt惜in積ui革ty憲w拉h(huán)i陳ch聲ar掛e壯m垮an網(wǎng)y職t測(cè)im泊es表gr繩ea門te暈r啊t算ha致n奶t巾he扭n廚om燭in疾al恨s裝tr蹲es宰s斑o顧f作t遵he籍me儀mb閥er逮s.抽In謝id寶ea胃ll朽y燦el葬as濃ti湯c覆me饑mb澡er叮s服th串e吹ra癥ti賊o芹o宿f娛t讀he推se特s妄tr斯es脹se甩s卵i挎s拔d屑es牲ig謠na弟te由d妄a高s嗓Kt,犁th趁e犯th與eo萌re勵(lì)ti急ca賊l址st抬re誕ss化c未on痰ce肉nt劇ra獄ti種on博f親ac剝to吃r.29In悠t執(zhí)he斯s桐tr掌es蝕s-趴li算fe家a閉pp兔ro冷ac津h旗th堅(jiān)e瘋ef房誠(chéng)fe滑ct摟o崖f擦no辱tc車he犧s舍is干a蘇cc院ou醫(yī)nt菜ed妹f旗or腔b懲y攜th厭e畏fa親ti仆gu藍(lán)e洽no督tc內(nèi)h固fa歪ct腸or島,活Kf,魯w蜂hi伐ch折i哲s肅th已e乎ra功ti哥o線be農(nóng)tw墾ee聰n紋th德e劫un果no節(jié)tc毫he耽d墾fa或ti珠gu豪e鑰st世re劣ng補(bǔ)th創(chuàng)o呆f憲a鋪me反mb辯er身a苗nd系t年he倒c補(bǔ)or卻re決sp穗on問(wèn)di辮ng瘡no海tc檢he騙d直fa鳥ti鑼gu靠e喇st況re宣ng烈th間a失t賢a鄙gi喊ve糧n奇li鼠fe肢.很In潮g氏en餓er聰al歡,繭th垮e(cuò)果fa乖ti些gu貪e熊no潛tc寶h挖fa拾ct溉or蟲,害Kf,支is擺s勤ma住ll藝er畝t防he紐奉n貴Kt.在應(yīng)殼力壽匆命法售中，膝缺口醬的影先響是塊用疲捐勞缺研口系習(xí)數(shù)Kf表示辱的，奇Kf是在棟給定灰壽命政下，椒無(wú)缺臂口構(gòu)趴件疲件勞強(qiáng)悟度與筋相應(yīng)情的缺獵口件南疲勞夾強(qiáng)度證之比本。一首般地紀(jì)說(shuō)，腸疲勞襪缺口舉系數(shù)駕Kf小于乳理論種彈性倘應(yīng)力淚集中較系數(shù)歉Kt。302.災(zāi)5珠變舟幅載贏荷譜訴下的倦疲勞被壽命va饅ri晨ab垃le槐a梅mp欲li軟tu弊de集l商oa界di膏ngUp球t求o弟no顛w,彈t薪he背d駛is旱cu信ss燥io劉n之a(chǎn)b泰ou訴t卸fa抗ti柄gu桂e厭be沾ha前vi速or好h奏as柜d播ea抵lt畜w拴it抖h由co鞋ns綢ta舊nt縫a撥mp援li魄tu較de母l沙oa動(dòng)di褲ng餃.崖In彎c并on必tr赤as伸t,尖m布o(jì)s廟t維se先rv拳ic叫e恒lo刷ad云in曲g惠hi喇st應(yīng)or嫌ie芳s嗚ha鑰ve朋a華v揮ar前ia螺bl尸e托am沿pl淋it掠ud銜e奧an斑d壩ca駕n燈be葉q勺u(yù)i嬌te虧c蠅om皂pl助ex豆.到目霧前為禿止，滑關(guān)于喪疲勞姿性能癥的討?zhàn)B論處謠理的塘都是地恒幅唉載荷傳。然背而事胳實(shí)上減，大紡多數(shù)場(chǎng)使用婆載荷滑歷程以具有銷可變蟻的幅蠶度且構(gòu)可能恢相當(dāng)辛復(fù)雜纏。311.綠變幅義載荷烘譜典型載荷塊：“100起落”，“萬(wàn)公里”，“年”等?？傋V是典型塊的重復(fù)。SN(起落次數(shù))100200某飛機(jī)主輪轂實(shí)測(cè)載荷譜滑行滑行滑行拐彎拐彎著陸著陸載荷巨譜分白實(shí)測(cè)示譜和嘩設(shè)計(jì)匪譜。設(shè)計(jì)壽命期內(nèi)的載荷總譜。SS1n3S2S3n2n10n設(shè)計(jì)載荷譜322.輪M懇in禮er各線性閃累積絨損傷哥理論若構(gòu)犧件在縱某恒咽幅應(yīng)賊力水訴平S要作用勁下，掩循環(huán)絡(luò)至破困壞的隨壽命而為N糧，則店循環(huán)局至n鼻次時(shí)圓的損似傷定謊義為京：D=n/N若n=0索,禮則稈D=室0，構(gòu)件輪未受宇損傷弄；nD0n1D1D隨蓋循環(huán)仆數(shù)n線性閉增長(zhǎng)捕：N1若n=N，則壯D=僅1，發(fā)生確疲勞寫破壞隔。疲勞她破壞坡判據(jù)含為：鎮(zhèn)D違=1Di=ni/Ni33Mi碗ne展r累湖積損痛傷理白論是丈線性量的；損傷彈和D鴨與載疼荷Si的作短用次鵝序無(wú)舞關(guān)。ni是在Si作用最下的蔽循環(huán)床次數(shù)那，由載澤荷譜附給出；Ni是在Si下循痕環(huán)到恢破壞獲的壽銹命，由S-N曲線燭確定。若構(gòu)穩(wěn)件在蠟k個(gè)禾應(yīng)力駐水平戶Si作用裕下，商各經(jīng)食受ni次循蠶環(huán)，特總損下傷為雖：(i=1號(hào),2篇,.塑..況k機(jī))DDnNikii==??1Miner

線性累積損傷理論的破壞準(zhǔn)則為：

DnNii==?134A01DnN2N1BD1D2n1n2線性累積飽損傷督理論拔與載荷鹽的作戰(zhàn)用次累序無(wú)能關(guān)。DnNii==?11122NnNnD+==12211NnNnD+==1A01DnN2N1BD1D2n1n2353.覽M腰in徐er海理論描的應(yīng)懂用變幅巨載荷厘下，象應(yīng)用色Mi旋ne訓(xùn)r理守論，遠(yuǎn)可解兆決二灘類問(wèn)將題：已知資設(shè)計(jì)仙壽命淡期間挎的應(yīng)艱力譜韻型，思確定蜜應(yīng)力禁水平恒。已知灑一典略型周吵期內(nèi)守的應(yīng)因力塊暖譜，之估算世使用繞壽命昏。利用縣Mi柜ne憐r理維論進(jìn)迅行疲范勞分痛析的雜一般皺步驟獄為：確定載荷譜，選取擬用的應(yīng)力水平；選用適合構(gòu)件使用的S-N曲線；計(jì)算在應(yīng)力水平Si下循環(huán)ni次的損傷：Di=ni/Ni；計(jì)算總損傷D=ni/Ni；若D<1,構(gòu)件是安全的；可考慮提高應(yīng)力水平。若D>1，則應(yīng)降低應(yīng)力水平或縮短使用壽命。36例2已知蝕S-跟N曲舉線為爬S2N=遇2.鼻5×城1010；設(shè)憤計(jì)壽腹命期爹間載荷倆譜如但表。頭試估縮慧計(jì)最且大可跌用應(yīng)灣力水沾平S塔。解：旋假定圓載荷杏P時(shí)耕的應(yīng)獲力水余平為法Si=2巾00喪MP淺a。由S衫-N雨曲線截得到帳Ni,稍計(jì)算盈損傷吳Di，列炊入表剛中?？芍?，若填取S卷=2像00既MP訴a,量D=禮1.賀75罷>1撿,發(fā)拌生疲漲勞破塌壞。再取覺S=腸15蜜0M騙Pa固,屢算得祖：糕D=食0.賤98叔<1覆,邪可達(dá)爽設(shè)計(jì)閘壽命嘗。載荷Pini(106) P 0.05 0.8P0.1 0.6P0.5 0.4P5.0

總損秋傷拔D侍=Di=ni/Ni=1聞.7保5Si(MPa)200 160 12080Di=ni/Ni0.廢08地00.曠10戲20.鞏28維81.邪28竟0Ni(106)0.625 0.976 1.736 3.3061111.7363.0866.9440.0450.0580.1620.7190.9837解：由因S-到N曲鼠線算Ni例3構(gòu)件媽S-宿N曲舊線為文S2N=霉2.敲5×納1010；若棄其一紫年內(nèi)妙所承受麥的典糧型應(yīng)競(jìng)力譜慈如表修，試提估計(jì)郵其壽看命。設(shè)構(gòu)眉件壽飲命為年，意則總貝損傷陳應(yīng)當(dāng)違是固D=票(ni/Ni)。1.1111.7363.0866.9440.0090.0290.0330.050計(jì)算健Di=ni/Ni一年憲的損拳傷為顏：(ni/Ni)=登0.紅12新1(ni/Ni)=遙0.網(wǎng)12瓦1Si(MPa010.050.100.35一年的典型譜ni(106)損傷計(jì)算Ni(106)ni/NiMi聚ne驕r理盡論給科出：槽D為=圓(ni/Ni)=研1故有蠢：=1蛋/(ni/Ni)=糕1/粘0.鳳12鈔1=狗8.塘27伏（孟年）38設(shè)由使用經(jīng)驗(yàn)知構(gòu)件在B譜下的壽命為NB，則：4.仆相渡對(duì)M秩in鞏er憑理債論（Wa鼠lt紹er悅S偵ch堡ut熱z，腎19慈72芽）Miner理論是經(jīng)驗(yàn)破壞準(zhǔn)則。事實(shí)上應(yīng)為：

=QQ與載荷譜型、作用次序及材料分散性有關(guān)。相對(duì)Mi珠ne延r理論績(jī)?nèi)∠募俣―=晶1，由已代有經(jīng)崖驗(yàn)確討定Q。待求的另一相似構(gòu)件在A譜下的壽命為NA，又有：39使用抱條件：1.廢是構(gòu)剩件相吐似，父主要與是疲睜勞破殺壞發(fā)嶼生的潔高應(yīng)遺力區(qū)幾何甩相似艱；2.散載荷聰譜相虜似，庫(kù)主要釀是載儀荷譜鵲型（螞次序慘）相那似，載荷御大小吸可以資不同貿(mào)。NQnNNnNnNAAABBA==???()(/)/(/)若A譜相耽似于B譜，廚則假腥定QA=QB，可怖得：許多改進(jìn)靜設(shè)計(jì)搏，可以借鑒誼過(guò)去悠原型默的使標(biāo)用經(jīng)堵驗(yàn)；撕間接消考慮持了載荷損譜型喊、作胸用次村序及扮材料慕分散茄性的疑影響烏；故相睛對(duì)M填in足er葬理論專預(yù)測(cè)歡精度煎好，傻應(yīng)用音廣泛。40解：夾由M綱in猜er丟理論干有：NA(n/N)A=1得到瓦：NA=1態(tài)/0陜.0儲(chǔ)8=閱12鴿.5密年例4已知遭某構(gòu)秒件使昏用一命年的訓(xùn)損傷撇為(n/N)B=0漲.1艦21緞，實(shí)際絕使用黨壽命鎮(zhèn)為6畏年，益現(xiàn)改龜型設(shè)澤計(jì)，狹應(yīng)力籌水平減輕泄后，運(yùn)一年畝的損臭傷和失為(n/N)A=0古.0浪8,喚試莊用估計(jì)其黃壽命步。利用械已知所原構(gòu)捕件的庸數(shù)據(jù)短：(n/N)B=0延.1眉21牢,NB=6該年；由相育對(duì)M查in博er患理論朵有：NA=NB(n/N)B/(n/N)A=6獄×0蜻.1劉21妨/0姑.0敲8=辰9.裹1年41變幅領(lǐng)載荷劑疲勞褲分析糞的方今法:1)壞已知革典型渡周期痕內(nèi)的弓應(yīng)力名譜，冊(cè)估算濁使用遇壽命l。典型賓應(yīng)力痛譜(涌Si,ni)判據(jù)lD=慶1S-染N曲蔽線Ni=C/Sm

Di=ni/Ni

D=Sni/Ni

壽命l=1/D2)趙已知扇應(yīng)力躁譜型睜和壽耽命，冒估計(jì)枝可用營(yíng)應(yīng)力恒水平臥。應(yīng)力貝譜型稻(Si？,ni)判據(jù)市D嫩=1S-特N曲精線Di=ni/Ni

D=Sni/Ni

Ni=C/Sm

S=Siyes調(diào)整Si，重算no假設(shè)Si

42Th收e破li恐ne綿ar傾d山am新ag忽e胖ru崗le儲(chǔ)h監(jiān)as探t恨wo駝m械ai竿n氣sh岔or陶tc賊om絡(luò)in辟gs昂.鴉Fi案rs惡t,躲i裂t樂(lè)do小es民n陪ot矮c且on瞎si摩de強(qiáng)r抽se獸qu狠en食ce綱e敏ff眾ec見ts原,項(xiàng)th辮e住th父eo疲ry阿p慌re鼠di衰ct授s抗th診at霉t降he上d晃am性ag噸e蛇ca蜻us喉ed歪b界y脖a烘st償re迷ss仰c饑yc財(cái)le字i守s組in厲de當(dāng)pe濾nd炸en勻t垂of鋤w灣he壤re拴i猶t液oc晝cu購(gòu)rs拔i食n謹(jǐn)th意e哄lo樹ad召h確is邀to貿(mào)ry派.劑Se酸co聯(lián)nd難,廈th受e段li互ne感ar錦d閑am它ag厲e羅ru蛾le溪i失s銷am刃pl馳it糖ud冬e味in扶de潤(rùn)pe迅nd明en符t.象T擔(dān)hi閑s行l(wèi)a脅st蹲t涂re按nd牙d件oe遠(yuǎn)s允no期t移co推rr響es貝po券nd湖t活o殊ob柔se支rv激ed墨b勁eh娃av靈io班r.線性劉損傷感理論耽有二陷個(gè)主款要缺亡點(diǎn)。跳一是河沒(méi)有連考慮鼓次序覽影響垮，某歉應(yīng)力桃循環(huán)抄引起趟的損滔傷與粥該循膏環(huán)在穴載荷坐歷程覆中的斜位置吐無(wú)關(guān)放；二填是線請(qǐng)性損導(dǎo)傷理父論與泉載荷啊幅度熊無(wú)關(guān)純，后尋者與疾實(shí)驗(yàn)蘋觀察銜并不熊相符輸。432.調(diào)6囑隨蘇機(jī)譜掘與循旬環(huán)計(jì)慕數(shù)法恒幅量載荷隨機(jī)載荷譜？變幅載荷Miner計(jì)數(shù)法載荷0t正變程負(fù)變程峰谷1.譜及若干定義載荷：力、應(yīng)力位移等。變程：相鄰蘿峰、渠谷點(diǎn)版載荷蠟值之脹差。靜有正懶、負(fù)鋪?zhàn)兂谭聪虺c(diǎn)：煉峰或妙谷斜率篇改變音符號(hào)之處暢。44To痕p翻re峽di僅ct帽t董h(huán)e師l連if紡e牢of脊a擇c召om你po撲ne洽nt杏s嫌ub溪je興ct尖ed橡t望o攻a余va償ri汪ab燃le迫l按oa距d溝hi列st兼or納y,形i掛t罷is銀n恐ec游es船sa默ry溪t逼o床re岔du房誠(chéng)ce冒t蓮he皆c刪om弱pl再ex航h葵is亂to岔ry欺i叼nt重o任a獻(xiàn)nu樓mb檔er齒o論f牽ev橡en藍(lán)ts犯w爹hi迅ch拌c些an話b籃e游co始mp穗ar草ed碗t勝o晶th辨e珍av稱ai巾la夫bl首e櫻co企ns就ta脂nt史a桑mp蒙li出tu押de掛t四es帽t耐da秘ta哈.慨Th且is斬p董ro遠(yuǎn)ce賠ss視o寒f廈re戀du航ci酒ng巧a稠c吸om鹿pl州ex拾l(fā)陜oa辟d僚hi景st泰or縣y陶in盈to酬a庭n臂um滔be料r爐of腿c現(xiàn)on畢st昂an希t嚴(yán)am等pl假it洽ud擇e什ev瓣en查ts五i量s花te朵rm雪ed溪c詠yc長(zhǎng)le晚c姥ou仇nt蝕in它g.為預(yù)搶測(cè)承臨受變戲幅載萍荷歷潔程構(gòu)京件的壺壽命立，需丘要將乓復(fù)雜賞歷程群簡(jiǎn)化儀為一航些與您可用棒恒幅披試驗(yàn)因數(shù)據(jù)驗(yàn)相比土的事蘇件。胸這一紡將復(fù)典雜載喝荷歷服程簡(jiǎn)思化為進(jìn)一些恥恒幅濟(jì)事件按的過(guò)從程，神稱為責(zé)循環(huán)英計(jì)數(shù)泉。45St0典型譜段適于昌以典寬型載夢(mèng)荷譜添段表奇示的糞重復(fù)宜歷程銀。2.腦簡(jiǎn)玩化雨疤流計(jì)悲數(shù)法法（猴ra捧in侵fl合ow變c襲ou叮nt眉in暗g)雨流愿計(jì)數(shù)剪法要求水典型唉段從最大載峰或彩谷處耍起止蔑。0'11'22'雨流計(jì)數(shù)典型段不失一般性。46簡(jiǎn)化洞雨流榆計(jì)數(shù)得方法觸：ABCDEFGHIJA'024-2-4tSABCDEFGHIJA'024-2-4S第一哲次雨號(hào)流BCEFGHIJE'024-2-4SB'第二次雨流FGIJ024-2-4第三次雨流F'I'譜轉(zhuǎn)90，雨赴滴下姨流。少若無(wú)款阻擋胳，則督反向農(nóng)，流編至端厚點(diǎn)。記下塵流過(guò)晃的最貿(mào)大峰束、谷援值，香為一機(jī)循環(huán)熔，讀垃出S,不Sm。刪除占雨滴患流過(guò)閉部分垂，對(duì)匯剩余秋歷程脈重復(fù)遇雨流嗽計(jì)數(shù)洗。47簡(jiǎn)化蕉雨流首計(jì)數(shù)喚結(jié)果雀：ABCDEFGHIJA'024-2-4S第一歇次雨煎流BCEFGHIJE'024-2-4SB'第二次雨流FGIJ024-2-4第三次雨流F'I'雨流計(jì)數(shù)結(jié)果循環(huán)變程均值EHE'70.5BCB'41ADA'90.5FGF'3-0.5IJI'2-1雨流史計(jì)數(shù)瀉是二龍參數(shù)筋計(jì)數(shù)稿，結(jié)絨果均距為全膊循環(huán)恥。典型匠段計(jì)籌數(shù)后鑼的重答復(fù)，宅只需跳考慮訂重復(fù)鬧次數(shù)摘即可慣。48若轉(zhuǎn)損換時(shí)父R檢不變具，鞏N1擺、N妨2可啄用相星同的顛S-加N曲鼠線遮SmN=晌C憑表示例時(shí)，等損蘇傷轉(zhuǎn)乒換條蘇件為：n2=n1(N2/N1)=侍n1(S1/S2)m.4.我不贏同載皺荷間填的轉(zhuǎn)床換計(jì)數(shù)帥后的祖多級(jí)攤載荷懷，如王何簡(jiǎn)帥化到史有限善的載傭荷級(jí)線？不同訴載荷降間轉(zhuǎn)兵換的及原則額:損傷父等效。將S1下循群環(huán)n1次的晉載荷蜜，轉(zhuǎn)僑換成貝S2下循棒環(huán)n2次，等損盲傷轉(zhuǎn)辱換條懂件為：n1/N1=n2/N2或孝n2=n1(N2/N1)N1窯、N籮2分旁別為殿在(像S1,葉R1)和昆(S2,R2)下肥的壽陷命。49小慕結(jié)1)達(dá)應(yīng)導(dǎo)力疲黨勞是善彈性趟應(yīng)力行控制永下的潑長(zhǎng)壽漢命疲銳勞。（Sma份x＜Sy,Nf＞1需03-闊4次）2)志S闊-N曲線業(yè)描述爽材料尚的疲驚勞性像能。R=虹-1罷時(shí)的白S-款N曲思線是朝基本張S-遺N曲泊線。S-羞N曲疏線：元SmN=義C3)秋G缺oo躺dm坐an吼直線禽反映批平均浸應(yīng)力橡或應(yīng)膚力比性的影第響；(S原a/遮Sa(R聞=-宴1))+鉆(S做m/妨Su秩)=獲1惠(等槍壽命如直線哥)拉伸不平均歷應(yīng)力駛有害亦。噴丸替、冷跳擠壓執(zhí)引入蛋殘余驗(yàn)壓應(yīng)德力可纖改善鳳疲勞規(guī)性能域。507)慚隨夏機(jī)譜岔可用炒計(jì)數(shù)輪法計(jì)示數(shù)。芳轉(zhuǎn)換芒成變體幅塊宇譜。雨流捕法是院典型則譜二戲參數(shù)鬼全循什環(huán)計(jì)嬌數(shù)法愿。6)劣M炎in煤er夏理論屑可用焦于變游幅