疲勞與斷裂FatigueandFracture教學(xué).ppt

Page1,第十六章 疲勞與斷裂Fatigue and Fracture,Fatigue under Repeated Stresses,交變應(yīng)力或循環(huán)應(yīng)力,構(gòu)件在交變載荷作用下的力學(xué)性能不同于靜載時的力學(xué)性能,Repeated cyclic loading, 以前我們接觸到的問題大多為靜載問題, 沖擊問題是一類動載問題(接觸時間短，相互作用力大), 疲勞問題是另一類動載問題(載荷隨時間循環(huán)變化),Page2, 1948年美國“馬丁202”運輸機在正常航行中突然墜毀 1951年英國的“鷂式”飛機在澳大利亞出事 1952年美國“F86”殲擊機在空中爆炸 1956年英國的兩架“彗星式”噴氣客機接連在地中海上空爆炸 1959年，F(xiàn)-111戰(zhàn)斗轟炸機在俯沖拉起時一個機翼突然斷折不 久以后，C-5A軍用運輸機機翼又出現(xiàn)裂紋 1979年一架 DC10型客機在起飛后不久墜毀,經(jīng)過事故的調(diào)查分析，發(fā)現(xiàn)這些事故都是由于疲勞破壞造成的。,一連串的飛機事故引起世界各國、 特別是航空工業(yè)部門的極大關(guān)注和震驚！, 人們對疲勞問題的認識與工程實際問題密切相關(guān),Page3,（1）,（2） 經(jīng)歷多次應(yīng)力循環(huán)，損傷累積,（3） 沒有明顯塑性變形，脆性斷裂,（4） 斷口：光滑區(qū)，粗粒狀區(qū),晶界滑移微裂紋裂紋緩慢擴展（光滑區(qū)）快速擴展（脆斷）, 疲勞破壞的特點：,Page4,Fatigue,Crack initiation,Fracture,Fatigue failure of steel specimen, fail at a stress much less than the materials sb or yield stress ss, A fatigue failure is of a brittle nature, even for materials that are normally ductile., As the structure have minute cracks or other defects in it, under repeated cyclic loading, the large stresses that occur at these stress concentrations cause the cracks to grow, until fracture eventually occurs.,Page5,應(yīng)力比Stress ratio,（循環(huán)特征）,對稱循環(huán),脈動循環(huán),應(yīng)力幅值Stress amplitude,最大應(yīng)力,16-2 循環(huán)應(yīng)力Cyclic stress,最小應(yīng)力,應(yīng)力均值A(chǔ)verage stress,Page6,16-3 SN曲線和材料的疲勞極限 Fatigue Failure and S-N curve, Fatigue - Under cyclic loading, a material may fail at a stress much less than the materials ultimate strength or yield stress., Endurance limit- A critical stress, below which cyclic stresses cannot cause a fatigue failure.,Page7,（1）構(gòu)件外形影響,有效應(yīng)力