疲劳强度
疲劳强度或疲劳极限的概念
疲劳强度或疲劳极限的概念疲劳强度或疲劳极限是指一个人在长时间或高强度工作之后出现疲劳的程度或能够忍受的极限。
疲劳是人体在长时间、高强度的体力或脑力劳动后，由于新陈代谢物的积累和功能障碍而出现的一种生理和心理状态。
它是人体正常工作能力的减退，包括身体机能和思维能力的下降，反应迟钝、注意力不集中、工作效率低下等表现。
了解疲劳强度或疲劳极限对于合理安排工作、提高工作效率、保护健康和预防职业病非常重要。
疲劳强度或疲劳极限受到多种因素的影响，包括工作强度、工作持续时间、休息间隔、个体差异等。
工作强度指的是工作的难度和消耗，一般情况下，较高强度的工作会导致更高的疲劳强度或疲劳极限。
而工作持续时间是指工作的时间长短，较长时间的工作会使疲劳程度增加，疲劳极限降低。
适当的休息间隔可以帮助恢复疲劳，减少疲劳强度或疲劳极限，而不同的个体差异也会导致不同的疲劳强度或疲劳极限。
工作疲劳可以分为心理疲劳和生理疲劳两个方面。
心理疲劳是指由于长时间的脑力劳动，导致思维能力下降、注意力不集中、决策困难等。
工作压力过大、紧张工作节奏、思维繁重、注意力集中时间过长等因素都可能导致心理疲劳。
而生理疲劳则是指由于长时间的体力劳动，导致身体机能下降、反应迟钝、肌肉疼痛等。
对于生理疲劳来说，工作的强度、时间和频率都是影响因素，身体健康状况也会对生理疲劳产生影响。
疲劳强度或疲劳极限可以通过多种方式进行评估。
其中，心理疲劳可以通过各种心理量表、心理测试来进行评估，如疲劳状况量表（MFS）、心理疲劳评定量表（PFS）、工作疲劳问卷（WFQ）等。
这些评估工具可以分析工作任务对心理疲劳的影响，提供合理的解决方案。
而生理疲劳可以通过血液、尿液和肌肉等生理指标进行评估，如乳酸、血压、肌电图等。
此外，还可以通过问卷调查或观察来了解个体的疲劳程度，例如对于工作的满意度、工作的紧张程度、身体的疲劳感等等。
为了减轻和预防疲劳，提高工作效率，保护身心健康，个人和组织都应该注意以下几个方面。
疲劳强度基础知识及分析计算实例
循环计数法
为预测承受变幅载荷历程构件的寿命，需要将复杂历程 简化为一些与可用恒幅试验数据相比的事件。这一将复杂 载荷历程简化为一些恒幅事件的过程，称为循环计数。目 前最常用的计数法为雨流技术法。
；zzzResult.rst为疲劳结果文件。
FE-SAFE疲劳计算实例 d、强度因子FOS计算设置
e、设置1e7为规定寿命。 点击OK按钮。
f、点击Analyse按钮。开始计算
FE-SAFE疲劳计算实例
g、点击Continue按钮
寿命值
FOS值
h、计算完毕预览结果
FE-SAFE疲劳计算实例
i、疲劳计算结果表示方式
展直到发生完全断裂。这种缓慢形成的
破坏称为 “疲劳破坏”。
疲劳区
“疲劳破坏”是变应力作用下的失效形式。
疲劳纹 疲劳源
概述
疲劳破坏的特点：
a）疲劳断裂时：受到的 max 低于 b ，甚至低于 s 。
b）断口通常没有显著的塑性变形。不论是脆性材料，还是塑 性材料，均表现为脆性断裂。—更具突然性，更危险。
c）疲劳破坏是一个损伤累积的过程，需要时间。寿命可计算。 d）疲劳断口分为两个区：疲劳区和脆性断裂区。
概述
二、变应力的类型 随机变应力
变应力分为： 循环应力
循环应力有五个参数：
随机变应力
max─最大应力； min─最小应力
m─平均应力； a─应力幅值
r min ─应力比（循环特性） max
金属材料的力学性能-疲劳强度
金属材料的力学性能-疲劳强度疲劳强度：机械零件，如轴、齿轮、轴承、叶片、弹簧等，在工作过程中各点的应力随时间作周期性的变化，这种随时间作周期性变化的应力称为交变应力（也称循环应力）。
在交变应力的作用下，虽然零件所承受的应力低于材料的屈服点，但经过较长时间的工作后产生裂纹或突然发生完全断裂的现象称为金属的疲劳。
疲劳强度是指金属材料在无限多次交变载荷作用下而不破坏的最大应力称为疲劳强度或疲劳极限。
实际上，金属材料并不可能作无限多次交变载荷试验。
一般试验时规定，钢在经受107次、非铁（有色）金属材料经受108次交变载荷作用时不产生断裂时的最大应力称为疲劳强度。
疲劳破坏是机械零件失效的主要原因之一。
据统计，在机械零件失效中大约有80%以上属于疲劳破坏，而且疲劳破坏前没有明显的变形，所以疲劳破坏经常造成重大事故，所以对于轴、齿轮、轴承、叶片、弹簧等承受交变载荷的零件要选择疲劳强度较好的材料来制造。
疲劳强度名词解释
疲劳强度名词解释
疲劳强度是指材料在反复加载下承受的应力值，使其发生疲劳破
坏的能力。
在工程实践中，很多物体会在实际应用中承受很多次反复
加载，如果其材料具有提高疲劳强度的特性，那么这样的物体可以更
加耐用，不易出现疲劳破坏。
具体来说，疲劳强度是通过一系列试验得出的，试验条件需要完
全符合实际应用场景。
在疲劳试验中，一般会采用不同应力水平下的
不同应变数进行试验，根据试验数据绘制S-N曲线，即应力-循环次数
曲线。
从曲线上可以得出不同应力水平下承受一定循环次数的应力值，这就是疲劳强度。
一般情况下，疲劳强度越高，材料承受疲劳破坏的
能力就越强。
疲劳强度的高低涉及到材料的许多因素，其中最重要的因素是材
料的强度、组织结构、显微组织和表面质量等。
一般来说，高强度材
料在疲劳试验中往往表现得比较明显，但是这并不是说只有高强度的
材料才能表现出高疲劳强度。
事实上，材料的组织结构和显微组织对
疲劳强度也有很大的影响，特别是对于低应力下的疲劳特性。
一般来说，细小、均匀的晶粒组织和优良的表面质量是提高疲劳强度的关键
因素之一。
疲劳强度还可以通过一些改进措施来提高。
例如，热处理、表面
处理等手段都可以改变材料的组织结构和性质，从而提高其疲劳强度。
另外，合理的设计和制造也可以提高疲劳强度，例如在零件设计中采
用倒角、圆弧等工艺措施可以避免应力集中，从而提高疲劳强度。
总之，疲劳强度对于很多工程材料来说都是一个重要的性能指标。
了解疲劳强度的意义和影响因素，可以帮助人们更好地理解材料的特
性和性能，提高材料的应用效能。
疲劳强度的名词解释
疲劳强度的名词解释疲劳强度是指人体在经历一定的劳动或运动后，由于肌肉和神经在长时间的使用后产生的疲劳程度。
它是衡量人体疲劳程度的一个指标，可以用于评估人体在工作、运动或其他活动中的疲劳程度和恢复能力。
疲劳是人体在长时间的使用和劳动后产生的生理和心理反应，通常包括肌肉酸痛、疲乏、注意力不集中、反应迟缓等症状。
在长时间的工作或运动中，人体会逐渐消耗能量和耗竭物质，使身体系统出现调节不足和紊乱，从而导致疲劳的产生。
疲劳强度可以从多个方面进行评估和衡量。
一种常见的方法是通过测量人体在特定任务或活动后的表现和恢复情况。
例如，在体力劳动中，可以使用心率、肌肉疲劳、氧耗量等指标来评估疲劳强度。
而在认知活动中，可以通过注意力、反应速度、错误率等指标来评估疲劳程度。
除了客观指标，主观感受也是评估疲劳强度的重要依据之一。
人们通过记录自己的体验、感觉和主观感受来判断自己的疲劳程度。
例如，一些人可能会感到身体沉重、乏力、精神不振等，并自主降低活动或工作的强度，以减轻疲劳。
然而，主观感受可能因个体差异而有所不同，因此，它通常需要结合客观指标来进行综合评估。
疲劳强度的理解对于人体健康和工作效率都非常重要。
过高的疲劳强度会导致身体机能的丧失和错误的决策，严重时甚至可能引发事故。
因此，人们需要合理安排工作和休息时间，注意适当控制疲劳强度，以保持身体和心理的健康。
对于减轻疲劳强度，有一些方法和技巧可以采用。
首先是合理分配工作任务和活动强度，避免长时间或过量的工作或运动。
强度适中的工作和运动可以促进血液循环和新陈代谢，有助于减少疲劳的积累。
其次是适当控制环境因素，如温度、湿度和噪音等，避免对身体产生不良影响。
另外，良好的睡眠和饮食习惯也是减轻疲劳的重要因素，充足的睡眠和合理的饮食可以帮助人体迅速恢复和积累能量。
总之，疲劳强度是指人体在长时间工作或运动后的疲劳程度。
它可以通过客观指标和主观感受进行评估和衡量。
了解和控制疲劳强度对于保持身体健康和工作效率至关重要。
疲劳强度理论课件
疲劳强度通常以应力或应变的最 大值表示，单位为应力或应变单
位。
疲劳强度的影响因素
材料性质
不同材料的疲劳强度存在差异，与材料 的弹性模量、屈服点、抗拉强度等机械
性能有关。
环境条件
温度、湿度、腐蚀介质等环境因素对 疲劳强度有一定影响，例如高温环境
下材料的疲劳强度会降低。
应力集中
零件结构上的缺口、孔洞、台阶等引 起的应力集中，会降低疲劳强度。
通过分析汽车关键零部件如发动机、底盘和车身的应力分布和疲劳特性， 可以预测其疲劳寿命和可靠性。
此外，疲劳强度理论还用于优化汽车零部件的设计和制造工艺，以提高其 耐久性和可靠性，降低维修成本和提高车辆整体性能。
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疲劳强度理论课件
目录
• 疲劳强度理论概述 • 疲劳损伤累积理论 • 材料疲劳强度 • 疲劳寿命预测 • 疲劳强度的提高方法 • 疲劳强度理论的应用
01
疲劳强度理论概述
疲劳强度的定义
疲劳强度：材料在循环应力或应 变作用下，抵抗疲劳断裂的能力
。
疲劳强度是材料的一种机械性能 ，反映了材料在交变载荷作用下
其中，D为累积损伤，n为实际循环次数，N为疲 劳寿命。
基于损伤的疲劳寿命预测
总结词：基于损伤的疲劳寿命预测是通过分析材料内 部微观结构损伤的演化过程，预测结构的疲劳寿命。
输标02入题
详细描述：该方法关注材料内部微观结构的变化，如 位错、空洞和裂纹的形成和扩展，通过建立损伤演化 模型来描述疲劳过程中的微观结构变化。
线性累积损伤理论适用于低周疲劳和应力水平较高的高周疲劳。
非线性累积损伤理论
01
非线性累积损伤理论认为，疲劳 损伤的累积是非线性的，随着循 环次数的增加，疲劳损伤的增长 速度会逐渐减缓。
疲劳强度试验方法
疲劳强度试验方法
疲劳强度试验是一种评估材料或结构在循环加载下的耐久性能的方法。
以下是常见的疲劳强度试验方法：
1. 疲劳弯曲试验：将试样放置在弯曲载荷下，通过循环加载和卸载来评估其弯曲疲劳强度。
2. 疲劳拉伸试验：将试样置于拉伸载荷下，进行循环加载和卸载，评估其拉伸疲劳强度。
3. 疲劳压缩试验：将试样置于压缩载荷下，进行循环加载和卸载，评估其压缩疲劳强度。
4. 疲劳扭转试验：将试样置于扭转载荷下，进行循环加载和卸载，评估其扭转疲劳强度。
5. 疲劳冲击试验：在试样上施加冲击载荷，通过循环冲击来评估其疲劳强度。
6. 疲劳振动试验：将试样置于振动载荷下，进行循环振动来评估其疲劳强度。
在进行疲劳强度试验时，通常会记录载荷循环次数和试样的破坏情况，通过统计和分析数据来评估材料或结构的疲劳寿命和强度。
金属材料疲劳强度
金属材料疲劳强度引言：金属材料在使用过程中经常会受到变形和应力的作用，长期使用后容易出现疲劳现象。
疲劳强度是评估材料在疲劳加载下的抗疲劳性能的重要指标。
本文将介绍金属材料疲劳强度的概念、影响因素以及测试方法。
一、疲劳强度的概念疲劳强度是指材料在循环加载下承受的最大应力，也称为疲劳极限。
其单位为MPa或N/mm²。
疲劳强度是金属材料的重要性能指标之一，对材料的使用寿命和可靠性有着重要影响。
二、影响因素1. 材料的组织结构：晶体结构的排列方式、晶粒大小和晶界的形态对疲劳强度有着显著影响。
晶粒越细小，晶界越强固，材料的疲劳强度越高。
2. 表面质量：表面缺陷如裂纹、划痕等会成为疲劳起始点，导致疲劳破坏的发生。
因此，良好的表面质量有助于提高疲劳强度。
3. 加工硬化：金属材料经过加工后，晶粒会细化，晶界也会变得更加强固，因此加工硬化能够提高材料的疲劳强度。
4. 温度：温度对金属材料的疲劳强度有一定影响。
一般情况下，随着温度的升高，材料的疲劳强度会降低。
5. 应力水平：应力水平是指材料在循环加载下所受到的应力大小。
较低的应力水平可以提高材料的疲劳强度。
三、测试方法1. S-N曲线法：该方法是目前应用最广泛的疲劳试验方法之一。
实验中通过不同应力水平下的循环加载，记录下材料的疲劳寿命，然后绘制S-N曲线，得出疲劳强度。
2. 破坏断口分析法：该方法通过观察材料的疲劳破坏断口来判断疲劳强度。
根据断口的形貌、特征来分析疲劳破坏的机制和强度。
3. 微观结构分析法：该方法通过显微镜、扫描电镜等工具对材料的微观结构进行观察和分析，进而推断疲劳强度。
结论：金属材料的疲劳强度是评估材料抗疲劳性能的重要指标。
疲劳强度受到多种因素的影响，如材料的组织结构、表面质量、加工硬化、温度和应力水平等。
为了准确评估材料的疲劳强度，可以采用S-N 曲线法、破坏断口分析法和微观结构分析法等测试方法。
通过研究和提高材料的疲劳强度，可以延长材料的使用寿命，提高产品的可靠性。
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