工程材料的疲劳强度

Question

如题所述

Answer 1

所谓金属材料的疲劳，就是金属材料在长期承受交变载荷的作用，在未发生显著塑性变形的情况下突然断裂的现象。疲劳强度则是金厉材料在无数次重复交变载荷作用下而不致引起断裂的最大应力。

实际上不可能进行无数次循环试验，通常把106〜〗08次的反复受力试验而不发生断裂的最大应力作为疲劳强度，称疲劳极限。

疲劳极限（Fatigue limit）、持久极限（endurance limit）及疲劳强度（Fatigue strength），都是和材料的周期应力（英语：cyclic stress）及疲劳有关的材料性质。

一材料试片在不同大小的周期应力下，使材料破坏需要的周期数也随之不同。应力大小和周期数的关系可以用S-N图表示。一般而言，周期应力越小，需材料破坏需要的周期数越多。但铁合金和钛合金有一特性，当周期应力大小低于一特定数值，材料可以承受无限次的周期应力，不会造成疲劳[2]，此数值对应S-N图右侧的水平线。

其他的结构金属（如铝和铜）没有类似的限制值，即使是很小的周期应力，只要周期持续增加，最后材料就会疲劳破坏。这类的材料一般会用一特定数字（通常为107）为其疲劳寿命周期数Nf。

持久极限的概念是在1870年由德国工程师奥古斯都·沃勒（英语：August Wöhler）提出[9]。然而，最近有研究表明，持久极限实际上并不存在，任何很小的周期应力，只要周期持续增加，最后材料就会疲劳破坏。