疲劳强度分析.doc
疲劳强度测试方法
疲劳强度测试方法
嘿，朋友们！今天咱就来唠唠疲劳强度测试方法。
你想想看啊，就像咱人累了会没劲儿一样，那些个机器零件啥的，用久了也会疲劳啊。
这疲劳强度测试呢，就好比给它们来个“体检”。
咱先说说常见的一种方法，叫拉伸试验。
这就好像拔河一样，看看材料能承受多大的拉力才会“撑不住”。
这可不是随便拉一拉就行的，得精确控制力度和速度，就跟咱做饭放盐得掌握好量一个道理。
要是拉得太猛太快，那不就测不准了嘛！
还有啊，疲劳裂纹扩展试验也很重要呢！这就像是给材料找个小“伤口”，然后看看这个“伤口”在使用过程中会怎么发展变化。
这可关系到材料能不能长期可靠地工作呢。
要是不重视这个，说不定哪天就突然出问题啦，那可不得了！
再来谈谈旋转弯曲试验。
你可以把它想象成让材料不停地“扭腰”，看它能扭多久才会累垮。
这可需要耐心和细心去观察记录呢。
那有人可能会问啦，做这些测试有啥用呢？哎呀，用处可大了去了！就好比你要去跑马拉松，不得先了解下自己的身体能不能承受得住呀？通过这些测试，咱就能知道材料的“底线”在哪里，在设计和使用的时候就能心里有底啦。
而且啊，这疲劳强度测试可不是一次就行的哦，得反复做，就像咱锻炼身体要坚持一样。
只有这样，才能得到准确可靠的数据。
咱再说说测试的环境也很重要呢。
不能太冷也不能太热，不然材料的表现可能就不一样啦。
这就跟人一样，在不同的环境下状态也会不一样嘛。
总之啊，疲劳强度测试可是个技术活，得认真对待。
咱可不能马虎，不然到时候出了问题可就麻烦啦！这就像是给机器零件们上了一道保险，让它们能更好地为我们服务呀！你说是不是这个理儿呢？。
某重载铁路货车疲劳强度分析
某重载铁路货车疲劳强度分析摘要：随着铁路货车运行速度和轴重的提高，其产品在设计过程中所要满足的疲劳强度条件也变得愈发严苛。
本文围绕重载铁路货车焊接结构的疲劳评估问题，采用AAR标准结合名义应力法对焊缝寿命进行预测，可以为我国重载铁路货车车体性能及其焊接结构疲劳评估提供有价值的参考。
关键词: 重载铁路货车; AAR标准; 焊缝疲劳寿命评估Finite element analysis of fatigue of a heavy haul railway freight carAbstract: With the improvement of the running speed and axle loadof railway freight cars, the fatigue strength conditions to be met in the design process of their products have become more and more stringent. Focusing on the fatigue evaluation of welded structure of heavy haul railway freight car, this paper uses AAR standard combined with nominal stress method to predict the weld life, which can provide a valuable reference for the fatigue evaluation of body performanceand welded structure of heavy haul railway freight car in China.Key words:Heavy haul railway freight car; AAR standard; Weld fatigue life assessment0引言疲劳是指材料结构在应力和应变的反复作用下性能逐步劣化，也是铁路货车主要的破坏形式之一[1]。
疲劳强度系数和疲劳强度指数
疲劳强度系数和疲劳强度指数疲劳强度系数和疲劳强度指数是研究材料疲劳性能的重要指标。
在工程应用中，了解材料的疲劳强度系数和疲劳强度指数可以帮助工程师评估材料的疲劳寿命和可靠性，从而合理设计和使用材料，避免由于疲劳引起的事故和损失。
疲劳是指材料在交变或周期加载下发生的破坏。
相对于静态加载，疲劳加载是更加复杂和危险的情况，因为疲劳加载会导致材料的逐渐损伤和失效，而不是突然发生破坏。
因此，研究材料的疲劳性能对于工程实践具有重要意义。
疲劳强度系数是材料疲劳强度的一个重要参数。
疲劳强度系数表示材料在特定条件下的疲劳强度与其静态强度之间的比值。
疲劳强度系数越大，说明材料的疲劳寿命越长，疲劳强度越高。
疲劳强度系数可以通过疲劳试验获得，常用的试验方法有拉伸-压缩疲劳试验、弯曲疲劳试验等。
疲劳强度指数是另一个用于评估材料疲劳性能的指标。
疲劳强度指数表示材料的疲劳强度与其静态强度之间的比值的对数。
疲劳强度指数是通过对疲劳试验数据进行统计分析得到的，常用的统计方法有Weibull分布、正态分布等。
疲劳强度指数越大，说明材料的疲劳寿命越长，疲劳强度越高。
疲劳强度系数和疲劳强度指数是描述材料疲劳性能的两个重要参数，它们可以用于评估材料的疲劳寿命和可靠性。
在材料设计和选择中，工程师通常会比较不同材料的疲劳强度系数和疲劳强度指数，选择具有较高数值的材料，以确保其在实际使用中具有较长的疲劳寿命。
此外，疲劳强度系数和疲劳强度指数还可以用于评估材料的疲劳性能随时间和温度的变化规律，为工程实践提供科学依据。
疲劳强度系数和疲劳强度指数是研究材料疲劳性能的重要指标。
通过了解材料的疲劳强度系数和疲劳强度指数，可以评估材料的疲劳寿命和可靠性，帮助工程师合理设计和使用材料，避免由于疲劳引起的事故和损失。
因此，研究和应用疲劳强度系数和疲劳强度指数在材料工程领域具有重要意义。
材料疲劳强度分析与寿命预测
材料疲劳强度分析与寿命预测材料疲劳强度分析与寿命预测是材料科学与工程领域中极为重要的课题之一。
疲劳是指材料在应力循环作用下所发生的破裂现象，是在很小的应力水平下引起的破坏。
材料在使用过程中会经受各种应力，如拉伸、压缩、扭转等，而这些应力的交替作用容易导致疲劳破坏的发生。
要进行材料的疲劳强度分析与寿命预测，首先需要对材料的疲劳性能进行评估。
疲劳性能指的是材料在应力循环作用下所具备的抗疲劳能力。
评估疲劳性能的方法主要有应力循环试验和疲劳寿命试验。
应力循环试验是通过施加不同的应力水平和循环次数，观察材料在循环载荷下的疲劳行为，从而得到疲劳曲线。
疲劳寿命试验则是通过对材料的循环载荷进行加速试验，以确定材料的疲劳寿命。
在进行材料的疲劳强度分析时，需要考虑到应力集中、表面缺陷等因素。
应力集中是指在材料中出现的局部应力增大区域，常见的应力集中形式有孔洞、缺口等。
这些应力集中部位容易引起应力集中，从而降低材料的疲劳强度。
因此，在分析材料的疲劳强度时，需要考虑到材料表面的缺陷情况，并采取一定的措施进行优化。
对于材料的寿命预测，有许多模型和方法可供选择。
常用的方法有极限疲劳强度法、残余寿命预测法等。
极限疲劳强度法是一种基于应力和循环次数的理论模型，通过对材料的疲劳曲线进行拟合，来预测材料的疲劳寿命。
残余寿命预测法是通过对材料的残余寿命进行测量，来预测材料的寿命。
这些方法在实际应用中都有一定的优点，但也存在着各自的局限性。
除了以上的方法，还有一些更精细和复杂的方法，如有限元法、位错理论等。
有限元法是一种常用的数值计算方法，在材料疲劳强度分析中有广泛应用。
它通过将材料分割成有限的小元素，利用数值计算的方法来模拟材料的应力分布和变形情况，从而得到材料的应力应变场。
位错理论则是通过研究材料的位错结构和相互作用来理解材料的疲劳行为。
综上所述，材料疲劳强度分析与寿命预测是一门复杂而重要的科学。
通过评估材料的疲劳性能，并综合考虑应力集中、表面缺陷等因素，可以对材料的疲劳强度进行分析。
材料的疲劳强度分析
材料的疲劳强度分析疲劳是材料在循环载荷下产生的疲劳变形和疲劳破坏的一种失效形式。
在实际使用中，许多工程材料常处于交变或脉动载荷的作用下，例如机械零件、飞机翼、车轮等。
因此，了解材料的疲劳强度十分重要，可以有效预测材料在长期使用中的寿命和安全性。
材料的疲劳强度是指材料在循环载荷下能够承受的最大应力。
疲劳是一种累积性失效，慢慢积累的微小裂纹会逐渐扩展，最终导致材料断裂。
而裂纹的扩展速度与波动应力的强度、应力幅值以及加载频率有关。
在进行材料的疲劳强度分析时，通常需进行以下几个步骤：一、制备测试样品：根据研究的材料和结构形式，制备出代表性的材料测试样品。
例如，对于金属材料，可以选择制备标准的疲劳试样，如疲劳断裂试样。
二、加载测试样品：将测试样品放置于疲劳试验机中，对其施加循环载荷。
载荷可以是完全反转载荷、不完全反转载荷或只有一方向载荷等。
同时，需记录测试样品所受的载荷幅值、频率等参数。
三、监测实时数据：在加载过程中，需要实时监测样品的应变和应力变化。
这可以通过应变片、应变计或者压电传感器等装置来实现。
实时数据的监测可以帮助研究人员了解材料的疲劳行为。
四、分析测试结果：通过分析实验数据，可以得到材料的疲劳强度曲线。
通常使用S-N曲线表示材料的疲劳寿命，即循环载荷下材料能够承受的应力幅值与寿命的关系。
此外，还可以通过计算疲劳裂纹扩展速率来评估材料的疲劳性能。
五、疲劳寿命预测：利用得到的疲劳强度曲线和实际应力情况，可以用来预测材料的疲劳寿命。
疲劳寿命预测对于工程设计和材料选择非常重要，可以保证工程结构的可靠性和安全性。
综上所述，材料的疲劳强度分析是通过实验测试和数据分析，来评估材料在循环载荷下的疲劳性能和寿命。
准确了解材料的疲劳强度对于工程设计、寿命预测和安全性评估具有重要意义。
通过科学的方法和有效的测试，可以为材料的疲劳强度分析提供可靠的数据支持。
机械设计中的疲劳强度分析
机械设计中的疲劳强度分析在机械设计领域，疲劳强度是一个至关重要的考量因素。
当机械零部件在循环载荷作用下工作时，即使所承受的应力远低于材料的屈服强度，经过一定的循环次数后，也可能会发生突然的断裂，这种现象被称为疲劳失效。
疲劳失效是机械零件和结构失效的主要形式之一，它往往会带来严重的后果，如设备损坏、生产停滞甚至人员伤亡。
因此，在机械设计过程中，对疲劳强度进行准确的分析和评估具有极其重要的意义。
要理解疲劳强度，首先需要了解疲劳破坏的特点。
与静态载荷下的破坏不同，疲劳破坏具有以下几个显著特征。
其一，疲劳破坏是在循环载荷作用下逐渐发展的，其破坏过程通常经历了裂纹萌生、裂纹扩展和最终断裂三个阶段。
在初始阶段，微观裂纹在材料表面或内部的缺陷处形成，随着循环次数的增加，裂纹逐渐扩展，直到达到临界尺寸时发生突然的断裂。
其二，疲劳破坏时，零件所承受的最大应力通常远低于材料的抗拉强度，甚至可能低于屈服强度。
这是因为疲劳破坏是由循环应力引起的累积损伤导致的，而不是一次性的过载。
其三，疲劳破坏对零件的表面状态和内部缺陷非常敏感。
零件表面的粗糙度、划痕、腐蚀等都会加速疲劳裂纹的萌生和扩展，而内部的夹杂物、气孔等缺陷也会降低材料的疲劳强度。
那么，如何对机械零件的疲劳强度进行分析呢？目前，常用的方法主要有两种：试验法和分析法。
试验法是通过对实际零件或试样进行疲劳试验来确定其疲劳强度。
这种方法直观可靠，但成本较高，且试验周期长。
在疲劳试验中，通常将试样或零件在特定的加载条件下进行循环加载，直到发生疲劳破坏。
通过记录加载次数和应力水平，可以得到零件的疲劳寿命曲线，即 SN 曲线。
SN 曲线反映了应力水平与疲劳寿命之间的关系，是评估零件疲劳强度的重要依据。
然而，由于试验条件的限制，试验法往往难以完全模拟零件在实际工作中的复杂载荷和环境条件。
分析法则是基于材料的力学性能和零件的几何形状、载荷条件等，通过理论计算或数值模拟来预测零件的疲劳强度。
疲劳强度实际案例分析
疲劳强度实际案例分析疲劳强度实际案例分析疲劳是一种常见的身体状态，它通常是由于长时间的身体或脑力活动而引起的。
在这篇文章中，我们将通过实际案例来分析疲劳强度。
第一步：案例介绍我们的案例是关于一位办公室职员。
她每天需要长时间坐在电脑前处理文件和回复电子邮件。
最近，她开始感到疲劳，并且无法保持专注，她还注意到自己在工作时经常犯错。
第二步：疲劳原因分析这位职员的疲劳可能有多种原因。
首先，长时间坐在电脑前可能导致身体疲劳。
缺乏运动和休息会使肌肉变得僵硬，血液循环受阻，从而导致疲劳感。
其次，长时间的脑力活动也会使大脑疲劳，降低集中注意力和处理信息的能力。
第三步：疲劳强度评估我们可以通过问卷调查或使用疲劳评估工具来评估这位职员的疲劳强度。
这些工具通常会考虑到疲劳的不同方面，如身体疲劳、注意力集中度和情绪状态。
通过评估，我们可以了解疲劳的程度以及其对工作和生活的影响。
第四步：解决方案根据疲劳原因分析和疲劳强度评估的结果，我们可以提出一些解决方案来减轻这位职员的疲劳。
首先，她可以尝试经常站起来伸展身体，使用站立办公桌或定期进行简单的运动来缓解身体疲劳。
其次，她可以采取一些注意力训练的方法，如定时专注和分解任务，以提高注意力集中度。
另外，她还可以通过调整工作时间表，增加休息时间和改善睡眠质量来减轻脑力疲劳。
第五步：效果评估在实施解决方案后，我们应该评估其效果。
可以通过再次使用疲劳评估工具来评估职员的疲劳强度是否有所改善。
此外，我们还可以观察她的工作表现和身体感觉是否有所改善来判断解决方案的有效性。
通过以上步骤，我们可以对疲劳强度进行实际案例分析。
通过了解疲劳的原因、评估疲劳强度、提供解决方案并评估其效果，我们可以帮助那些遭受疲劳的人找到有效的方法来缓解疲劳，提高工作和生活质量。
疲劳强度资料
疲劳强度
疲劳强度是指材料在受到交变应力作用下所能承受的最大应力水平，是材料抗
疲劳性能的一个重要指标。
在工程实践中，疲劳强度的评定对于保证结构的可靠性和安全性至关重要。
疲劳的危害
疲劳是一种特殊的损伤形式，其分裂起点往往位于材料的内部缺陷或表面微小
裂纹的周围。
当材料受到交变应力作用时，这些缺陷和裂纹会逐渐扩展，导致材料的逐渐衰减和最终破坏。
这种疲劳损伤通常是隐蔽的、逐渐的，却又具有极其危险的特点。
影响疲劳强度的因素
疲劳强度受多种因素影响，其中最主要的包括材料的性能、应力水平、循环次数、环境条件等。
不同材料的疲劳强度差异很大，通常需要通过实验和试验来确定具体数值。
另外，应力水平和循环次数也是影响疲劳强度的重要因素，较高的应力水平和更多的循环次数会显著降低材料的疲劳寿命。
提高疲劳强度的方法
为了提高材料的疲劳强度，可以采取一系列措施。
首先是改善材料的内在质量，减少表面缺陷和微裂纹的存在，以增加材料的抗疲劳性能。
其次是通过热处理、表面强化等工艺手段来改善材料的性能，提高疲劳强度。
此外，设计合理的结构和避免应力集中也是提高疲劳强度的有效途径。
结语
疲劳强度作为材料性能的重要指标之一，对于保证结构的安全性具有重要意义。
正确评定疲劳强度，合理设计结构，提高材料性能，可以有效延长材料的使用寿命，保证结构的可靠性和安全性。
螺栓疲劳强度计算分析
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊螺栓疲劳强度计算分析摘要：在应力理论、疲劳强度、螺栓设计计算的理论基础之上，以疲劳强度计算所采取的三种方法为依据，以汽缸盖紧螺栓连接为研究对象，进行本课题的研究。
假设汽缸的工作压力为0~1N/mm2=之间变化，气缸直径D2=400mm，螺栓材料为5.6级的35钢，螺栓个数为14，在F〞=1.5F，工作温度低于15℃这一具体实例进行计算分析。
利用ProE建立螺栓连接的三维模型及螺杆、螺帽、汽缸上端盖、下端盖的模型。
先以理论知识进行计算、分析，然后在分析过程中借助于ANSYS有限元分析软件对此螺栓连接进行受力分析，以此验证设计的合理性、可靠性。
经过近几十年的发展，有限元方法的理论更加完善，应用也更广泛，已经成为设计，分析必不可少的有力工具。
然后在其分析计算基础上，对于螺栓连接这一类型的连接的疲劳强度设计所采取的一般公式进行分类，进一步在此之上总结。
关键词：螺栓疲劳强度，计算分析，强度理论，ANSYS 有限元分析。
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊Bolt fatigue strength analysisAbstract: In stress fatigue strength theory，bolt，design calculation theory foundation to fatigue strength calculation for the three methods adopted according to the cylinder lid，fasten bolt connection as the object of research，this topic research. Assuming the cylinder pressure of work is 0 ~ 1N/mm2 changes，cylinder diameters between = = 400mm，bolting materials D2 for ms5.6 35 steel，bolt number for 14，in F "= 1.5 F below 15 ℃，the temperature calculation and analysis of concrete examples. Using ProE establish bolt connection three-dimensional models and screw，nut，cylinder under cover，cover model. Starts with theoretical knowledge calculate，analysis，and then during analysis，ANSYS finite element analysis software by this paper analyzes forces bolt connection，to verify the rationality of the design of and reliability. After nearly decades of development，the theory of finite element method is more perfect，more extensive application，has become an indispensable design，analysis the emollient tool. Then in its analysis and calculation for bolt connection，based on the type of connection to the fatigue strength design of the general formula classification，further on top of this summary. Keywords: bolt fatigue strength，calculation and analysis，strength theory，ANSYS finite elements analysis.┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊目录1绪论 (5)1．1绪论 (5)1.2 疲劳强度的概念及常见的疲劳损伤类型 (5)1.3影响疲劳强度的因素 (5)1.4前景展望 (6)1.5研究的目的意义 (6)2相关背景知识 (7)2.1背景知识 (7)2.1.1强度理论及疲劳强度的计算主要有三种方法： (7)2.4螺栓连接的结构设计的原则 (13)3 Pro/E三维造型 (14)3.1 ProE简介 (14)3.2螺栓连接零件图 (14)4实例分析 (18)4.1理论分析 (18)4.1.1计算各力的大小 (18)4.2理论分析总结 (20)5 ANSYS有限元分析 (21)5.1ANSYS有限元分析 (21)5.1.1分析软件及工作原理介绍 (21)5.1.2 ANSYS分析求解步骤 (22)5.2 ANSYS分析 (22)5.3ANSYS分析总结 (26)总结 (27)[参考文献] (28)致谢 (30)┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊1绪论本章主要介绍疲劳强度的基本概念及疲劳损伤的类型，影响疲劳强度的因素，以及作此设计的前景、目的和意义。
船舶结构设计中的疲劳强度分析
船舶结构设计中的疲劳强度分析一、引言随着人民生活水平的不断提高，海洋运输成为国际贸易中不可或缺的一部分，船舶结构的安全性和可靠性越来越受到重视。
而疲劳强度分析技术在船舶结构设计中具有重要的作用。
二、疲劳强度分析概述疲劳强度是指物体在交替应力作用下产生损伤的能力，通常用承受交替应力循环以致导致断裂所需的循环次数来表示。
而疲劳强度分析是通过计算某一结构在规定的载荷条件下的循环次数，确定该结构的疲劳寿命和疲劳强度，从而保证船舶结构的安全性和可靠性。
三、疲劳强度分析技术1. 疲劳载荷谱分析疲劳载荷谱分析是指对船舶在实际使用中所受到的载荷进行统计和分析，确定疲劳载荷谱。
通过对载荷谱分析，可以获得船舶在实际使用时所受到的疲劳载荷谱，为疲劳强度分析提供了重要的基础数据。
2. 有限元疲劳强度分析有限元疲劳强度分析是指采用有限元方法对船舶结构模型进行建模和分析，计算其在实际载荷条件下的疲劳强度。
该方法可以模拟船舶结构的实际使用情况，准确地计算疲劳强度，为船舶结构的设计提供科学依据。
3. 应力集中系数法疲劳强度分析应力集中系数法疲劳强度分析是指通过计算结构中应力集中系数，来评估结构在疲劳载荷下的疲劳性能。
该方法简单易行，适用于设计初期的疲劳强度评估。
4. 频域方法疲劳强度分析频域方法疲劳强度分析是指通过对结构的振动信号进行频域分析，计算出其疲劳强度。
该方法能够准确地计算某一结构的疲劳寿命和疲劳强度，但需要大量的数据处理，复杂度较高。
四、结构材料的疲劳特性船舶结构材料的疲劳特性是指材料在交替应力作用下的损伤特性。
不同种类的结构材料具有不同的疲劳特性。
一般来说，疲劳寿命越长的材料可以承受更多的循环次数，对于船舶结构的设计来说，需要选择具有较长疲劳寿命的材料，以确保结构的安全性和可靠性。
五、结论疲劳强度分析技术在船舶结构设计中具有重要的作用，可以评估船舶在疲劳载荷下的性能，为船舶结构的安全性和可靠性提供保障。
在选择结构材料时，需要考虑其疲劳特性，选择具有较长疲劳寿命的材料。
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疲劳强度分析
疲劳强度疲劳的定义:在循环应力或循环应变的作用下，由于在某一点或某些点的局部永久性结构变化，经过一定次数的循环后形成裂纹或断裂的过程称为疲劳。
疲劳分类:
(1)根据研究对象:材料疲劳和结构疲劳(2)根据失效循环:高循环疲劳和低循环疲劳(3)根据应力状态:单轴疲劳和多轴疲劳(4)根据载荷变化:恒幅疲劳、变幅疲劳、随机疲劳(5)根据载荷工况和工作环境:常规疲劳、高低温疲劳、热疲劳、热机械疲劳、腐蚀疲劳、接触疲劳、微动磨损疲劳和冲击疲劳。
第一章疲劳破坏和断裂分析的特点1——在循环应力或循环应变的作用下，在某一点或某些点由于局部永久性结构变化而经过一定次数的循环后形成裂纹或断裂的过程称为疲劳。
疲劳分类:
(1)根据研究对象:材料疲劳和结构疲劳(2)根据失效循环:高循环疲劳和低循环疲劳(3)根据应力状态:单轴疲劳和多轴疲劳(4)根据载荷变化:恒幅疲劳、变幅疲劳、随机疲劳(5)根据载荷工况和工作环境:常规疲劳、高低温疲劳、热疲劳、热机械疲劳、腐蚀疲劳、接触疲劳、微动磨损疲劳和冲击疲劳。
第一章疲劳失效和断裂分析的特点1: (1)在交变切削载荷的作用下，当构件中的交变应力远远小于材料的强度极限()时，就可能发生
失效。
(2)无论是脆性材料还是塑性材料，疲劳断裂在宏观上是一种没有明显塑性变形的突然断裂，因此疲劳断裂通常是一种低应力脆性断裂。
图1-1磨床砂轮轴的典型断口(3)疲劳损伤往往具有局部性质，并不涉及整个结构的所有材料。
如果局部改变详细设计或工艺措施，疲劳寿命可明显提高。
(4)疲劳损伤是一个累积损伤过程，需要一定的时间过程，甚至更长的时间过程。
实践证明，疲劳断裂由三个过程组成，即(1)裂纹形成(成核)，(2)裂纹扩展，和(3)当裂纹扩展到临界尺寸时的快速(不稳定)断裂。
图1-2航空发动机压气机叶片的典型断裂(5)疲劳断裂在宏观和微观两个方面都有其自身的特点，特别是在外场目视检查时可以观察到其宏观特征，有助于我们分析和判断是否是疲劳损伤等。
图1-1和l-2显示了一台航空发动机的磨床砂轮轴和压气机叶片的典型断裂。
该图显示了疲劳裂纹的起始点(通常称为疲劳源)、疲劳裂纹扩展区(通常称为光滑区)和快速断裂区(也称为瞬时断裂区，通常以粗晶粒表示)。
1-2疲劳失效断口的宏观分析:用肉眼或低放大率(如小于25倍)分析断口。
微观分析:
断口采用光学显微镜或电子显微镜(包括透射型和扫描型)进行研究。
1、断口宏观分析:
(I)疲劳来源:
它是疲劳损伤的起点，经常发生在表面，特别是在应力集中严重的地方。
是否有内部缺陷(如脆性夹杂物、空洞、化学成分偏析等。
)，它
们也可以发生在表皮下或表皮内。
此外，零件相互擦伤的地方也是疲劳损伤开始的地方。
(二)平滑区域:
它是疲劳断裂最重要的特征区域，通常以贝壳或海滩波纹的形式出现。
这是疲劳裂纹扩展过程中留下的痕迹，主要见于低应力和高周疲劳破坏的断口。
图1-用肉眼或低放大率(例如小于25倍)进行的断裂分析。
微观分析:
断口采用光学显微镜或电子显微镜(包括透射型和扫描型)进行研究。
1、断口宏观分析:
(I)疲劳来源:
这是疲劳损伤的起点，经常发生在表面，特别是
此外，零件相互擦伤的地方也是疲劳损伤开始的地方。
(二)平滑区域:
它是疲劳断裂最重要的特征区域，通常以贝壳或海滩波纹的形式出现。
这是疲劳裂纹扩展过程中留下的痕迹，主要见于低应力和高周疲劳破坏的断口。
图1:它的大小通常与材料、应力水平和应力集中的存在与否等因素有关。
一般来说，当应力高且材料易碎时，快速断裂区的面积较大。
相反，当应力较低且材料的韧性较高时，快速断裂区的面积较小。
图1-当总应力高且材料易碎时，快速断裂区的面积大；
相反，当应力较低且材料的韧性较高时，快速断裂区的面积较小。
图1:在疲劳载荷的作用下，塑性应变的积累与疲劳裂纹的形成密切相关，位错引起的滑移区是疲劳裂纹的最根本原因。
表面缺陷或材料内部缺陷起到尖锐缺口的作用，促进疲劳裂纹的形成。
(2)疲劳裂纹扩展:
第一阶段:
从疲劳核心开始，沿着滑动区的主滑动面，滑动面与主应力轴成大约45度角。
在这一阶段，裂纹扩展非常缓慢，每个应力循环的扩展速度为埃(10-表面缺陷或材料内部缺陷起到尖锐缺口的作用，促进疲劳裂纹的形成。
(2)疲劳裂纹扩展:
第一阶段:
从疲劳核心开始，沿着滑动区的主滑动面，滑动面与主应力轴成大约45度角。
在这一阶段，裂纹扩展非常慢，每个应力循环的扩展速度为埃(10:裂纹扩展平面和主应力轴约为90o，在这一阶段，每个应力循环的扩展速度约为微米(10-6米)。
这个阶段最重要的特征是疲劳条纹的存在。
疲劳条纹有两种典型类型，即省略塑料的零件-零件曲线，根据零件曲线进行抗疲劳设计。
差异:
(1)无限寿命设计方法采用曲线右侧水平部分，即疲劳极限；
然而，有限寿命设计方法使用曲线左侧部分的对角线部分，即有限寿命部分。
(2)无限寿命设计的设计应力低于疲劳极限。
因此，低于设计应力的低应力对零件的疲劳强度和寿命没有影响。
无论实际工作应力在设计和计算过程中如何变化，只需根据最高应力进行强度校核。
如果在最高应力下不会发生疲劳破坏，那么低于最高应力的其他
应力也不会引起问题。
然而，有限寿命设计的设计应力一般高于疲劳极限，因此不仅要考虑最高应力，还要根据一定的累积损伤理论来估计总的疲劳损伤。
1.等幅应力(1)对称循环部分曲线是名义应力有限寿命设计方法的基础。
当然，全尺寸零件的疲劳测试是获得零件曲线的最佳方法。
然而，在设计阶段并没有设计和制造零件，而且通常也没有条件这样做。
这时，常用的方法是用材料曲线来估计零件曲线。
使用该方法进行疲劳设计的步骤如下:
1)可以用以下三种方法制作对称循环下的材料曲线:
(1)从手册或文献中找到所用材料的曲线。
(2)对用于获得材料曲线的材料进行疲劳试验。
(3)当没有现成的曲线和疲劳试验条件时，可采用简化方法。
2)计算校正系数①尺寸系数:
(对于过渡寿命):
当弯曲或扭曲时，它是尺寸系数；
拉伸时:
以下内容:
从1的时间到1的时间，直线在双对数坐标上连接。
(2)疲劳缺口系数:
以下内容:
以下内容:
以下内容:
从时间的1到时间的1，直线连接在单对数或双对数的坐标上。
(3)表面处理系数:
以下内容:
以下内容:
以下内容:
从时间的1到时间的1，直线连接在单对数或双对数的坐标上。
④分散系数:
以下内容:
以下内容:
以下内容:
时间和时间在单个对数坐标上以直线相连。
3)在对称循环下制作零件的曲线。
在材料的曲线上，考虑尺寸系数、疲劳缺口系数、表面加工系数和发散系数的影响，得出带系数的曲线为零件的曲线: 其中:
它是对称循环下零件的疲劳极限。
它是对称循环下的材料疲劳极限。
4)零件的疲劳强度校核和寿命估算①疲劳强度校核当给定使用寿命和工作应力时，可根据给定的使用寿命在零件曲线中找到相应的条件疲劳极限，工作安全系数可由下式求得:
那时，这些部件可以在规定的使用寿命内安全使用。
(2)疲劳寿命估算当给定零件尺寸和工作应力时，估算安全寿命的方法是: 首先，确定容许安全系数，然后通过以下公式获得对应于工作应力的计算应力:
零件曲线和相应的循环数是零件的安全寿命。
(2)非对称循环在
非对称循环下，不仅需要零件的曲线，还需要零件的古德曼图。
以下描述了使用零件曲线和古德曼图进行疲劳设计的步骤:
1)制作古德曼材料图。
在坐标上，将纵轴和横轴连接起来，以获得具有疲劳寿命的材料的古德曼图。
2)制作零件的古德曼图。
零件的古德曼图可通过将材料曲线改为来获得。
3)疲劳寿命估算。
如图所示，首先将工作应力和乘以允许安全系数，得到计算的应力和，将该点与静载荷失效点连接成一条直线，并将其延伸至垂直轴，然后BC为等寿命线，其寿命可从零件曲线中找到。
4)疲劳强度检查。
首先，工作安全系数由以下方法确定:
如图所示，在零件的古德曼图上，画出与寿命相对应的等寿命线，从原点O到工作点连接一条直线，穿过等寿命线，得到安全系数。
当工作安全系数大于允许的安全系数时，零件可以在规定的使用寿命内安全使用。
2.变幅应力和变幅应力下有限寿命设计的一般步骤是:
(1)分析和确定零件的载荷谱；
(2)测量或估算零件曲线和疲劳极限图；
(3)根据一定的累积损伤理论校核疲劳强度；
(4)根据一定的累积损伤理论估算零件的疲劳寿命；
(5)进行验证性疲劳试验。