應(yīng)力疲勞SN曲線

應(yīng)力疲勞SN曲線應(yīng)力疲勞SN曲線應(yīng)力疲勞SN曲線載荷譜特征描述StressRangeMeanStressStressRatioWhataretheimportantparameterstocharacterizeagivencyclicloadinghistory?Stressamplitude通過閱讀文學(xué)作品，我們能提高文學(xué)鑒賞水平，培養(yǎng)文學(xué)情趣；應(yīng)力疲勞SN曲線應(yīng)力疲勞SN曲線應(yīng)力疲勞SN曲線載荷譜特征描1載荷譜特征描述StressRangeMeanStressStressRatioWhataretheimportantparameterstocharacterizeagivencyclicloadinghistory?Stressamplitude載荷譜特征描述StressRangeMeanStress2特例載荷譜特征描述恒幅循環(huán)載：R=-1Sa=Smax=SS-N曲線是材料的基本疲勞性能曲線壽命N定義為到破壞的循環(huán)次數(shù)特例載荷譜特征描述恒幅循環(huán)載：R=-1Sa=Smax=SS-3S-N曲線的一般形狀及若干特性值壽命為N循環(huán)的疲勞強(qiáng)度疲勞極限Sf(R=-1)或S-1基本S-N曲線(R=-1)S-N曲線的一般形狀及若干特性值壽命為N循環(huán)的疲勞強(qiáng)度疲勞極4S-N曲線的一般形狀及若干特性值基本S-N曲線(R=-1)S-N曲線的一般形狀及若干特性值基本S-N曲線(R=-1)5冪函數(shù)Sm

N=CLgS=A+BLgNA=LgC/m雙對(duì)數(shù)lgSlgN指數(shù)式ems

N=CS=A+BLgNA=LgC/mLge單對(duì)數(shù)SlgN三參數(shù)式(S-Sf)m

N=CB=-1/mB=-1/mLge

lgSlgNS-N曲線的數(shù)學(xué)表達(dá)式基本S-N曲線(R=-1)張亞軍，S-N疲勞曲線的數(shù)學(xué)表達(dá)式處理方法探討，理化檢驗(yàn)-物理分冊(cè)，2007年43卷11期，563-565S=C

Nn冪函數(shù)SmN=CLgS=A+BLgNA=LgC/m雙對(duì)數(shù)l6討論應(yīng)力比R的影響，實(shí)際上是討論平均應(yīng)力Sm的影響。R=-1，對(duì)稱循環(huán)時(shí)的S-N曲線，是基本S-N曲線R

-1？平均應(yīng)力的影響(R-1)證明上式討論應(yīng)力比R的影響，實(shí)際上是討論平均應(yīng)力Sm的影響。R=-7R=-1R<-1R>-1基本S-N曲線在實(shí)踐中，用噴丸、冷擠壓和預(yù)應(yīng)變等方法，在高應(yīng)力細(xì)節(jié)處引入壓縮殘余壓應(yīng)力，是提高疲勞壽命的有效措施。平均應(yīng)力的影響(R-1)R=-1R<-1R>-1基本S-N曲線在實(shí)踐中，用噴丸、冷擠8R=-1Sa=0(1-R)Sm=(1+R)SaR=1Sm=0Sa可調(diào)整靜載荷平均應(yīng)力的影響(R-1)R=-1Sa=0(1-R)Sm=(1+R)SaR=1S9平均應(yīng)力的影響(R-1)根據(jù)三角形相似Goodman公式GoodmanformulapresenttherelationshipbetweentheR≠-1withR=-1.平均應(yīng)力的影響(R-1)根據(jù)三角形相似Goodman公式G10

11GoodmanlinearGerberparabolicMarinquadratic/ellipticBagciKececioglu,ChesterandDodge平均應(yīng)力的影響(R-1)11GoodmanlinearGerberparabo11[解答]步驟1平均應(yīng)力的影響(R-1)構(gòu)件受拉壓循環(huán)應(yīng)力作用。已知Smax=800MPa,Smin=80MPa。材料的極限強(qiáng)度為Su=1200MPa?；維-N曲線可用冪函數(shù)式Sm

N=C表達(dá)，其中C=1.5361025；m=7.314。試估算其疲勞壽命。例題[注意]S-N曲線主要針對(duì)R=-1得到的，對(duì)于應(yīng)力比不等于1的應(yīng)力循環(huán)，當(dāng)我們計(jì)算其疲勞壽命時(shí)，需要采用Goodman公式進(jìn)行轉(zhuǎn)換[解答]步驟1平均應(yīng)力的影響(R-1)構(gòu)件受拉壓循環(huán)應(yīng)力作12步驟2Goodmanlinearequation平均應(yīng)力的影響(R-1)步驟3(次)步驟2Goodmanlinearequation平均應(yīng)力13Example:A4340steelbarissubjectedtoafluctuatingaxialloadthatvariesfromamaximumof330kNtensiontoaminimumof110kNcompressionthemechanicalpropertiesofthesteelare:Determinethebardiametertogiveinfinitefatiguelifebasedonasafetyfactorof2.5Cylindricalcrosssectionofthebar=A,thevariationofstresswillbeExample:A4340steelbariss14試估算其疲勞壽命。平均應(yīng)力的影響(R-1)試估算其疲勞壽命。平均應(yīng)力的影響(R-1)15平均應(yīng)力的影響(R-1)一般而言，構(gòu)件在應(yīng)力水平Si下作用ni次循環(huán)下的損傷為其中：ni是在Si作用下的循環(huán)次數(shù)，由載荷譜給出。Ni是在Si作用下的循環(huán)到破壞的壽命，由S-N曲線確定。平均應(yīng)力的影響(R-1)一般而言，構(gòu)件在應(yīng)力水平Si下作用16Miner線性累計(jì)損傷理論若在k個(gè)應(yīng)力水平Si作用下，各經(jīng)受ni次循環(huán)，則可定義其總損傷為破壞準(zhǔn)則為這就是最簡單、最著名、使用最廣的Miner線性累積損傷理論。Miner累計(jì)損傷，是與載荷Si的作用先后次序無關(guān)的。Miner線性累計(jì)損傷理論若在k個(gè)應(yīng)力水平Si作用下，各經(jīng)受171)已知設(shè)計(jì)壽命期間的應(yīng)力譜型，確定應(yīng)力水平。2)已知一典型周期內(nèi)的應(yīng)力塊譜，估算使用壽命。對(duì)于承受變幅疲勞載荷的構(gòu)件，應(yīng)用Miner累積損傷理論，可解決下述二類問題，即：Miner線性累計(jì)損傷理論1)已知設(shè)計(jì)壽命期間的應(yīng)力譜型，確定應(yīng)力水平。對(duì)于承受變18PnMiner線性累計(jì)損傷理論P(yáng)nMiner線性累計(jì)損傷理論19Miner線性累計(jì)損傷理論Miner線性累計(jì)損傷理論20S0.8S0.6S0.4S2.5104/S22.5104/0.64S22.5104/0.36S22.5104/0.16S2S2/2.51040.05S2/2.51040.10.64S2/2.51040.50.36S2/2.51045.00.16S2/2.5104(0.05+0.10.64+0.50.36+5.00.16)=1.0S=151(MPa)Miner線性累計(jì)損傷理論S0.8S0.6S0.4S2.5104/S22.510421(2)已知一典型周期內(nèi)的應(yīng)力塊譜，估算使用壽命。Miner線性累計(jì)損傷理論(a)列表計(jì)算典型應(yīng)力塊(如一年)內(nèi)的損傷和一般分析步驟(b)假定使用壽命為

個(gè)典型周期(年，萬公里，起落)年，則(2)已知一典型周期內(nèi)的應(yīng)力塊譜，估算使用壽命。Miner22線彈性斷裂力學(xué)線彈性斷裂力學(xué)23應(yīng)力疲勞SN曲線24應(yīng)力疲勞SN曲線25應(yīng)力疲勞SN曲線26應(yīng)力疲勞SN曲線27應(yīng)力疲勞SN曲線28