11交變應(yīng)力講解課件

材料力學(xué)第十一章交變應(yīng)力材料力學(xué)第十一章交變應(yīng)力1第十一章交變應(yīng)力§11–1概述§11–2交變應(yīng)力的幾個名詞術(shù)語§11–3材料持久限及其測定§11–4構(gòu)件持久限及其計算§11–5

對稱循環(huán)下構(gòu)件的疲勞強度計算第十一章交變應(yīng)力§11–1概述§11–4構(gòu)件持2動荷的分類及其研究方法

⑴構(gòu)件做勻加速運動（如圓周運動）

——加上慣性力

機械結(jié)構(gòu)中常用

⑵加速度周期變化——用振動理論

⑶加速度劇變（如沖擊

Δt=0.01s）

——用能量法

各種機械中都會遇到

⑷載荷周期變化——交變應(yīng)力

動荷的分類及其研究方法3§11–１概述折鐵絲目錄§11–１概述折鐵絲目錄4目錄一、交變應(yīng)力：構(gòu)件內(nèi)一點處的應(yīng)力隨時間作周期性變化，這

種應(yīng)力稱為交變應(yīng)力。目錄一、交變應(yīng)力：構(gòu)件內(nèi)一點處的應(yīng)力隨時間作周期性變化，這

5o交變應(yīng)力aaLppFSM火車輪軸簡化為一外伸梁ωtydPammo交變應(yīng)力aaLppFSM火車輪軸簡化為一外伸梁ωtydP6ωtydo2134交變應(yīng)力12341maxmintωtydo2134交變應(yīng)力12341maxmint7材料在交變應(yīng)力下的破壞，習(xí)慣上稱為疲勞破壞。二、疲勞破壞的特點：1、破壞時，不論是脆性材料和塑性材料，均無明顯的塑性變形，且為“突然”斷裂，破壞前沒有明顯的預(yù)兆（危害性）2、疲勞破壞的斷口，有明顯的光滑區(qū)及晶粒粗糙區(qū)。在光滑區(qū)可見到微裂紋的起始點（疲勞源），周圍為中心逐漸向四周擴展的弧形線

（判斷依據(jù)）3、構(gòu)件在交變應(yīng)力作用下發(fā)生破壞需要經(jīng)歷一定數(shù)量的應(yīng)力循環(huán)。4、破壞時的最大應(yīng)力值遠(yuǎn)小于靜載荷作用下破壞時的極限應(yīng)力

（必要性）材料在交變應(yīng)力下的破壞，習(xí)慣上稱為疲勞破壞。二、疲勞破壞的特8

因疲勞破壞是在沒有明顯征兆的情況下突然發(fā)生的，極易造成嚴(yán)重事故。據(jù)統(tǒng)計，機械零件，尤其是高速運轉(zhuǎn)的構(gòu)件的破壞，大部分屬于疲勞破壞。

91979年，美國DE-10型飛機失事，死亡270人，原因螺旋槳轉(zhuǎn)軸發(fā)生疲勞破壞，該型號飛機停飛一年，全面檢修，是設(shè)計問題。疲勞破壞案例11979年，美國DE-10型飛機失事，死亡270人，原因螺旋101981年初，歐洲北海油田“基爾蘭”號平臺覆滅，死亡123人，原因疲勞破壞，橫梁在海浪的交變應(yīng)力作用下，橫梁承孔邊裂縫，當(dāng)時大風(fēng)掀起7米巨浪，10105噸的浮臺沉沒于大海之中疲勞破壞案例21981年初，歐洲北海油田“基爾蘭”號平臺覆滅，死亡123人111998年5月，德國高速列車出軌，原因列車大軸發(fā)生疲勞破壞。疲勞破壞案例31998年5月，德國高速列車出軌，原因列車大軸發(fā)生疲勞破壞。12三、疲勞破壞產(chǎn)生的機理：交變應(yīng)力超過一定的限度，在構(gòu)件上應(yīng)力集中處，產(chǎn)生微裂紋，再向四周擴展，形成宏觀裂紋，而不斷擴展。擴展中裂紋表面摩擦，形成光滑區(qū)；隨著裂紋的擴展，形成弧形。當(dāng)表面被削弱至不能承受所加載荷而斷裂，即為脆斷粗糙區(qū)。疲勞破壞產(chǎn)生的過程可概括為：裂紋形成裂紋擴展斷裂三、疲勞破壞產(chǎn)生的機理：交變應(yīng)力超過一定的限13四、疲勞破壞的發(fā)展過程:1.亞結(jié)構(gòu)和顯微結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從而永久損傷形核。2.產(chǎn)生微觀裂紋。3.微觀裂紋長大并合并，形成“主導(dǎo)”裂紋。4.宏觀主導(dǎo)裂紋穩(wěn)定擴展。5.結(jié)構(gòu)失穩(wěn)或完全斷裂。交變應(yīng)力目錄四、疲勞破壞的發(fā)展過程:1.亞結(jié)構(gòu)和顯微結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從而永14疲勞失效的解釋材料的疲勞失效是在交變應(yīng)力作用下，材料中裂紋的形成和逐漸發(fā)展的結(jié)果具體過程如下：（1）、原因由于構(gòu)件的形狀變化、材料不均勻、表面加工質(zhì)量等原因，使得構(gòu)件內(nèi)某局部區(qū)域的應(yīng)力偏高，形成高應(yīng)力區(qū)而裂紋尖端處于嚴(yán)重的應(yīng)力集中是導(dǎo)致疲勞失效的主要原因。疲勞失效的解釋材料的疲勞失效是在交變應(yīng)力作15構(gòu)件長期在交變應(yīng)力的作用下，在最不利或較弱的晶體，沿最大切應(yīng)力作用面形成滑移帶，滑移帶開裂形成微觀裂紋；（2）、微觀裂紋形成構(gòu)件長期在交變應(yīng)力的作用下，在最不利或較弱的晶體，沿最大切應(yīng)16分散的微觀裂紋經(jīng)過集結(jié)溝通，形成宏觀裂紋，此即裂紋萌生的過程。(3)、宏觀裂紋裂紋尖端一般處于三向拉伸應(yīng)力狀態(tài)，不易出現(xiàn)塑性變形。分散的微觀裂紋經(jīng)過集結(jié)溝通，形成宏觀裂紋，此即裂紋萌生的過程17已形成的宏觀裂紋在交變應(yīng)力的作用下逐漸擴展，擴展是緩慢的并且是不連續(xù)的。因應(yīng)力水平的高低時而持續(xù)，時而停滯，裂紋兩側(cè)時壓、時離，似相互研磨，形成光滑區(qū)。（4）、裂紋擴展隨裂紋的擴展，構(gòu)件截面逐步削弱，應(yīng)力增大。當(dāng)削弱到一定極限時，應(yīng)力增大到一定程度，在突變的外因（超載、沖擊或振動）下突然斷裂，斷口出現(xiàn)粗糙區(qū)。（5）、脆斷已形成的宏觀裂紋在交變應(yīng)力的作用下逐漸擴展，擴展是緩慢的并且18tT一點的應(yīng)力由某一數(shù)值開始，經(jīng)過一次完整的變化又回到這一數(shù)值的一個過程;最大應(yīng)力：最小應(yīng)力：；平均應(yīng)力：交變應(yīng)力§11–2交變應(yīng)力的循環(huán)特性、應(yīng)力幅和平均應(yīng)力1、交變應(yīng)力的參數(shù)應(yīng)力幅：tT一點的應(yīng)力由某一數(shù)值開始，經(jīng)過一次完整的變化又回到這一19循環(huán)特征：★具體描述一種交變應(yīng)力，可用最大應(yīng)力和循環(huán)特性r，或用平均應(yīng)力和應(yīng)力幅值。循環(huán)特征：★具體描述一種交變應(yīng)力，可用最大應(yīng)力20動載荷/交變應(yīng)力以上五個特征值中，只有二個是獨立的。滿足具體描述一種交變應(yīng)力，可用最大應(yīng)力和循環(huán)應(yīng)力r，或用平均應(yīng)力和應(yīng)力幅值。2、幾種典型的交變應(yīng)力情況不穩(wěn)定的交變應(yīng)力：、不是常量，為變化的（不等幅情況）。穩(wěn)定的交變應(yīng)力：、均不變，為常數(shù)（等幅情況）；動載荷/交變應(yīng)力以上五個特征值中，只有二個是獨立的。滿足具體21（1）對稱循環(huán)：如受彎的車軸t，（2）非對稱循環(huán)：o（1）對稱循環(huán)：如受彎的車軸t，（2）非對稱循環(huán)22（a）脈動循環(huán)：如齒輪t（b）靜應(yīng)力：如拉壓桿t（a）脈動循環(huán)：如齒輪t（b）靜應(yīng)力：如拉壓桿t23例1發(fā)動機連桿大頭螺釘工作時最大拉力Pmax=58.3kN，最小拉力Pmin=55.8kN，螺紋內(nèi)徑為d=11.5mm，試求a

、m

和r。解：交變應(yīng)力例1發(fā)動機連桿大頭螺釘工作時最大拉力Pmax=58.3k24材料在交變應(yīng)力作用下產(chǎn)生疲勞失效時所經(jīng)歷的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)，記作N；§11–3持久極限疲勞壽命：與及r有關(guān)。一、材料的持久極限在一定的循環(huán)特征r下：材料在交變應(yīng)力作用下產(chǎn)生疲勞失效時所經(jīng)歷的應(yīng)§11–25交變應(yīng)力材料經(jīng)歷無數(shù)次應(yīng)力循環(huán)仍不發(fā)生疲勞失效的最大應(yīng)力材料持久限(疲勞極限)用r表示。無限壽命疲勞極限或持久極限材料在規(guī)定的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N下，不發(fā)生疲勞失效的最大應(yīng)力值，記作。有限壽命持久極限：交變應(yīng)力材料經(jīng)歷無數(shù)次應(yīng)力循環(huán)仍不發(fā)生疲勞失效的最大應(yīng)力材料26值是工程材料最常見、最基本的材料性能指標(biāo)之一。測定該值的方法如下：試件：機器：d=7-10mm;表面磨光的小試件6-10根。疲勞試驗機（簡支梁式或懸臂梁式）二、材料在純彎、對稱循環(huán)下持久極限的測定值是工程材料最常見、最基本的材料性能指標(biāo)之一27

試驗裝置

試驗裝置28步驟：先取，經(jīng)過次循環(huán)后斷裂;再?。ū葴p少20-40MPa），經(jīng)過次循環(huán)后斷裂;…………N1為該組試件的平均值…………步驟：先取29根據(jù)試驗結(jié)果作疲勞強度-壽命曲線-N圖。水平漸近線的縱坐標(biāo)值持久極限根據(jù)試驗結(jié)果作疲勞強度-壽命曲線-N圖。水平漸近線的縱坐標(biāo)30N(次數(shù))sNAsAsrN0三、名義持久極限、持久壽命循環(huán)基數(shù)N0：鋼：107有色金屬：108名義持久極限材料在規(guī)定的應(yīng)力循環(huán)基數(shù)N0下，不發(fā)生疲勞失效的最大應(yīng)力值(NA

σA)材料在規(guī)定的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N下，不發(fā)生疲勞失效的最大應(yīng)力值材料的持久極限N(次數(shù))sNAsAsrN0三、名義持久極限、持久壽命循環(huán)基31交變應(yīng)力§11–4影響構(gòu)件持久極限的因素光滑、小試件、實驗室測得構(gòu)件可以經(jīng)受“無數(shù)次”應(yīng)力循環(huán)而不發(fā)生疲勞失效的交變應(yīng)力最大值。材料的持久極限r(nóng)

對于同種材料制成的形狀不同、工作環(huán)境不同的具體構(gòu)件，持久極限會相同嗎？構(gòu)件的持久極限與材料的持久極限相比必須考慮一些影響因素；交變應(yīng)力§11–4影響構(gòu)件持久極限的因素光滑、小試321、構(gòu)件外形引起的影響Kσ稱為的有效應(yīng)力集中系數(shù)——應(yīng)力集中f50f40r=5不僅與外形有關(guān)，還與材料有關(guān)應(yīng)力集中會顯著降低構(gòu)件的持久極限構(gòu)件外形的突變（槽、孔、缺口、軸肩等）引起應(yīng)力集中。1、構(gòu)件外形引起的影響Kσ稱為的有效應(yīng)力集中系數(shù)——應(yīng)力集中332、構(gòu)件尺寸的影響隨構(gòu)件橫截面尺寸的增大，持久極限會相應(yīng)地降低持久極限是用小試樣測定的，實際構(gòu)件尺寸較大。2、構(gòu)件尺寸的影響隨構(gòu)件橫截面尺寸的增大，持久極限會相應(yīng)地降343、構(gòu)件表面質(zhì)量的影響構(gòu)件工作時的最大應(yīng)力往往發(fā)生在構(gòu)件的表面；又由于機械加工時常常在表面留下刀痕；使得構(gòu)件的表面存在較嚴(yán)重的應(yīng)力集中；構(gòu)件的表面質(zhì)量越高，持久極限越高=不同表面質(zhì)量構(gòu)件的持久極限表面磨光試樣的持久極限尤其對于高強度鋼必須進行精加工才會發(fā)揮高強度鋼的性能；3、構(gòu)件表面質(zhì)量的影響構(gòu)件工作時的最大應(yīng)力往往發(fā)生在構(gòu)件的表35綜合以上影響系數(shù)，使得構(gòu)件的持久極限低于材料的持久極限表面腐蝕影響；表面強化影響；另外，對于具體的構(gòu)件還應(yīng)考慮：工作環(huán)境工作溫度等構(gòu)件的持久極限綜合以上影響系數(shù)，使得構(gòu)件的持久極限低于材料的持久極限表面腐36例2階梯軸如圖，材料為鉻鎳合金鋼，b=920MPa，–1=420MPa，–1=250MPa，分別求出彎曲和扭轉(zhuǎn)時的有效應(yīng)力集中系數(shù)和尺寸系數(shù)。解：1.彎曲時的有效應(yīng)力集中系數(shù)和尺寸系數(shù)由圖表查有效應(yīng)力集中系數(shù)由表查尺寸系數(shù)交變應(yīng)力f50f40r=5例2階梯軸如圖，材料為鉻鎳合金鋼，b=920MPa，–372.扭轉(zhuǎn)時的有效應(yīng)力集中系數(shù)和尺寸系數(shù)由圖表查有效應(yīng)力集中系數(shù)應(yīng)用直線插值法由表查尺寸系數(shù)交變應(yīng)力2.扭轉(zhuǎn)時的有效應(yīng)力集中系數(shù)和尺寸系數(shù)由圖表查有效應(yīng)力集中系38§11–5

對稱循環(huán)下構(gòu)件的疲勞強度計算一、對稱循環(huán)的疲勞容許應(yīng)力:二、對稱循環(huán)的疲勞強度條件:交變應(yīng)力目錄§11–5對稱循環(huán)下構(gòu)件的疲勞強度計算一、對稱循環(huán)的疲勞容39例3旋轉(zhuǎn)碳鋼軸上，作用一不變的力偶M=0.8kN·m，軸表面經(jīng)過精車，b=600MPa，–1=250MPa，規(guī)定n=1.9，試校核軸的強度。解：①確定危險點應(yīng)力及循環(huán)特征為對稱循環(huán)交變應(yīng)力f70f50r=7.5MM例3旋轉(zhuǎn)碳鋼軸上，作用一不變的力偶M=0.8kN·m，40③強度校核

②查圖表求各影響系數(shù)，計算構(gòu)件持久限。求K：求

：查圖得查圖得求

：表面精車，=0.94安全交變應(yīng)力③強度校核②查圖表求各影響系數(shù)，計算構(gòu)件持久限。求K41材料力學(xué)第十一章交變應(yīng)力材料力學(xué)第十一章交變應(yīng)力42第十一章交變應(yīng)力§11–1概述§11–2交變應(yīng)力的幾個名詞術(shù)語§11–3材料持久限及其測定§11–4構(gòu)件持久限及其計算§11–5

對稱循環(huán)下構(gòu)件的疲勞強度計算第十一章交變應(yīng)力§11–1概述§11–4構(gòu)件持43動荷的分類及其研究方法

⑴構(gòu)件做勻加速運動（如圓周運動）

——加上慣性力

機械結(jié)構(gòu)中常用

⑵加速度周期變化——用振動理論

⑶加速度劇變（如沖擊

Δt=0.01s）

——用能量法

各種機械中都會遇到

⑷載荷周期變化——交變應(yīng)力

動荷的分類及其研究方法44§11–１概述折鐵絲目錄§11–１概述折鐵絲目錄45目錄一、交變應(yīng)力：構(gòu)件內(nèi)一點處的應(yīng)力隨時間作周期性變化，這

種應(yīng)力稱為交變應(yīng)力。目錄一、交變應(yīng)力：構(gòu)件內(nèi)一點處的應(yīng)力隨時間作周期性變化，這

46o交變應(yīng)力aaLppFSM火車輪軸簡化為一外伸梁ωtydPammo交變應(yīng)力aaLppFSM火車輪軸簡化為一外伸梁ωtydP47ωtydo2134交變應(yīng)力12341maxmintωtydo2134交變應(yīng)力12341maxmint48材料在交變應(yīng)力下的破壞，習(xí)慣上稱為疲勞破壞。二、疲勞破壞的特點：1、破壞時，不論是脆性材料和塑性材料，均無明顯的塑性變形，且為“突然”斷裂，破壞前沒有明顯的預(yù)兆（危害性）2、疲勞破壞的斷口，有明顯的光滑區(qū)及晶粒粗糙區(qū)。在光滑區(qū)可見到微裂紋的起始點（疲勞源），周圍為中心逐漸向四周擴展的弧形線

（判斷依據(jù)）3、構(gòu)件在交變應(yīng)力作用下發(fā)生破壞需要經(jīng)歷一定數(shù)量的應(yīng)力循環(huán)。4、破壞時的最大應(yīng)力值遠(yuǎn)小于靜載荷作用下破壞時的極限應(yīng)力

（必要性）材料在交變應(yīng)力下的破壞，習(xí)慣上稱為疲勞破壞。二、疲勞破壞的特49

因疲勞破壞是在沒有明顯征兆的情況下突然發(fā)生的，極易造成嚴(yán)重事故。據(jù)統(tǒng)計，機械零件，尤其是高速運轉(zhuǎn)的構(gòu)件的破壞，大部分屬于疲勞破壞。

501979年，美國DE-10型飛機失事，死亡270人，原因螺旋槳轉(zhuǎn)軸發(fā)生疲勞破壞，該型號飛機停飛一年，全面檢修，是設(shè)計問題。疲勞破壞案例11979年，美國DE-10型飛機失事，死亡270人，原因螺旋511981年初，歐洲北海油田“基爾蘭”號平臺覆滅，死亡123人，原因疲勞破壞，橫梁在海浪的交變應(yīng)力作用下，橫梁承孔邊裂縫，當(dāng)時大風(fēng)掀起7米巨浪，10105噸的浮臺沉沒于大海之中疲勞破壞案例21981年初，歐洲北海油田“基爾蘭”號平臺覆滅，死亡123人521998年5月，德國高速列車出軌，原因列車大軸發(fā)生疲勞破壞。疲勞破壞案例31998年5月，德國高速列車出軌，原因列車大軸發(fā)生疲勞破壞。53三、疲勞破壞產(chǎn)生的機理：交變應(yīng)力超過一定的限度，在構(gòu)件上應(yīng)力集中處，產(chǎn)生微裂紋，再向四周擴展，形成宏觀裂紋，而不斷擴展。擴展中裂紋表面摩擦，形成光滑區(qū)；隨著裂紋的擴展，形成弧形。當(dāng)表面被削弱至不能承受所加載荷而斷裂，即為脆斷粗糙區(qū)。疲勞破壞產(chǎn)生的過程可概括為：裂紋形成裂紋擴展斷裂三、疲勞破壞產(chǎn)生的機理：交變應(yīng)力超過一定的限54四、疲勞破壞的發(fā)展過程:1.亞結(jié)構(gòu)和顯微結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從而永久損傷形核。2.產(chǎn)生微觀裂紋。3.微觀裂紋長大并合并，形成“主導(dǎo)”裂紋。4.宏觀主導(dǎo)裂紋穩(wěn)定擴展。5.結(jié)構(gòu)失穩(wěn)或完全斷裂。交變應(yīng)力目錄四、疲勞破壞的發(fā)展過程:1.亞結(jié)構(gòu)和顯微結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從而永55疲勞失效的解釋材料的疲勞失效是在交變應(yīng)力作用下，材料中裂紋的形成和逐漸發(fā)展的結(jié)果具體過程如下：（1）、原因由于構(gòu)件的形狀變化、材料不均勻、表面加工質(zhì)量等原因，使得構(gòu)件內(nèi)某局部區(qū)域的應(yīng)力偏高，形成高應(yīng)力區(qū)而裂紋尖端處于嚴(yán)重的應(yīng)力集中是導(dǎo)致疲勞失效的主要原因。疲勞失效的解釋材料的疲勞失效是在交變應(yīng)力作56構(gòu)件長期在交變應(yīng)力的作用下，在最不利或較弱的晶體，沿最大切應(yīng)力作用面形成滑移帶，滑移帶開裂形成微觀裂紋；（2）、微觀裂紋形成構(gòu)件長期在交變應(yīng)力的作用下，在最不利或較弱的晶體，沿最大切應(yīng)57分散的微觀裂紋經(jīng)過集結(jié)溝通，形成宏觀裂紋，此即裂紋萌生的過程。(3)、宏觀裂紋裂紋尖端一般處于三向拉伸應(yīng)力狀態(tài)，不易出現(xiàn)塑性變形。分散的微觀裂紋經(jīng)過集結(jié)溝通，形成宏觀裂紋，此即裂紋萌生的過程58已形成的宏觀裂紋在交變應(yīng)力的作用下逐漸擴展，擴展是緩慢的并且是不連續(xù)的。因應(yīng)力水平的高低時而持續(xù)，時而停滯，裂紋兩側(cè)時壓、時離，似相互研磨，形成光滑區(qū)。（4）、裂紋擴展隨裂紋的擴展，構(gòu)件截面逐步削弱，應(yīng)力增大。當(dāng)削弱到一定極限時，應(yīng)力增大到一定程度，在突變的外因（超載、沖擊或振動）下突然斷裂，斷口出現(xiàn)粗糙區(qū)。（5）、脆斷已形成的宏觀裂紋在交變應(yīng)力的作用下逐漸擴展，擴展是緩慢的并且59tT一點的應(yīng)力由某一數(shù)值開始，經(jīng)過一次完整的變化又回到這一數(shù)值的一個過程;最大應(yīng)力：最小應(yīng)力：；平均應(yīng)力：交變應(yīng)力§11–2交變應(yīng)力的循環(huán)特性、應(yīng)力幅和平均應(yīng)力1、交變應(yīng)力的參數(shù)應(yīng)力幅：tT一點的應(yīng)力由某一數(shù)值開始，經(jīng)過一次完整的變化又回到這一60循環(huán)特征：★具體描述一種交變應(yīng)力，可用最大應(yīng)力和循環(huán)特性r，或用平均應(yīng)力和應(yīng)力幅值。循環(huán)特征：★具體描述一種交變應(yīng)力，可用最大應(yīng)力61動載荷/交變應(yīng)力以上五個特征值中，只有二個是獨立的。滿足具體描述一種交變應(yīng)力，可用最大應(yīng)力和循環(huán)應(yīng)力r，或用平均應(yīng)力和應(yīng)力幅值。2、幾種典型的交變應(yīng)力情況不穩(wěn)定的交變應(yīng)力：、不是常量，為變化的（不等幅情況）。穩(wěn)定的交變應(yīng)力：、均不變，為常數(shù)（等幅情況）；動載荷/交變應(yīng)力以上五個特征值中，只有二個是獨立的。滿足具體62（1）對稱循環(huán)：如受彎的車軸t，（2）非對稱循環(huán)：o（1）對稱循環(huán)：如受彎的車軸t，（2）非對稱循環(huán)63（a）脈動循環(huán)：如齒輪t（b）靜應(yīng)力：如拉壓桿t（a）脈動循環(huán)：如齒輪t（b）靜應(yīng)力：如拉壓桿t64例1發(fā)動機連桿大頭螺釘工作時最大拉力Pmax=58.3kN，最小拉力Pmin=55.8kN，螺紋內(nèi)徑為d=11.5mm，試求a

、m

和r。解：交變應(yīng)力例1發(fā)動機連桿大頭螺釘工作時最大拉力Pmax=58.3k65材料在交變應(yīng)力作用下產(chǎn)生疲勞失效時所經(jīng)歷的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)，記作N；§11–3持久極限疲勞壽命：與及r有關(guān)。一、材料的持久極限在一定的循環(huán)特征r下：材料在交變應(yīng)力作用下產(chǎn)生疲勞失效時所經(jīng)歷的應(yīng)§11–66交變應(yīng)力材料經(jīng)歷無數(shù)次應(yīng)力循環(huán)仍不發(fā)生疲勞失效的最大應(yīng)力材料持久限(疲勞極限)用r表示。無限壽命疲勞極限或持久極限材料在規(guī)定的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N下，不發(fā)生疲勞失效的最大應(yīng)力值，記作。有限壽命持久極限：交變應(yīng)力材料經(jīng)歷無數(shù)次應(yīng)力循環(huán)仍不發(fā)生疲勞失效的最大應(yīng)力材料67值是工程材料最常見、最基本的材料性能指標(biāo)之一。測定該值的方法如下：試件：機器：d=7-10mm;表面磨光的小試件6-10根。疲勞試驗機（簡支梁式或懸臂梁式）二、材料在純彎、對稱循環(huán)下持久極限的測定值是工程材料最常見、最基本的材料性能指標(biāo)之一68

試驗裝置

試驗裝置69步驟：先取，經(jīng)過次循環(huán)后斷裂;再取（比減少20-40MPa），經(jīng)過次循環(huán)后斷裂;…………N1為該組試件的平均值…………步驟：先取70根據(jù)試驗結(jié)果作疲勞強度-壽命曲線-N圖。水平漸近線的縱坐標(biāo)值持久極限根據(jù)試驗結(jié)果作疲勞強度-壽命曲線-N圖。水平漸近線的縱坐標(biāo)71N(次數(shù))sNAsAsrN0三、名義持久極限、持久壽命循環(huán)基數(shù)N0：鋼：107有色金屬：108名義持久極限材料在規(guī)定的應(yīng)力循環(huán)基數(shù)N0下，不發(fā)生疲勞失效的最大應(yīng)力值(NA

σA)材料在規(guī)定的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N下，不發(fā)生疲勞失效的最大應(yīng)力值材料的持久極限N(次數(shù))sNAsAsrN0三、名義持久極限、持久壽命循環(huán)基72交變應(yīng)力§11–4影響構(gòu)件持久極限的因素光滑、小試件、實驗室測得構(gòu)件可以經(jīng)受“無數(shù)次”應(yīng)力循環(huán)而不發(fā)生疲勞失效的交變應(yīng)力最大值。材料的持久極限r(nóng)

對于同種材料制成的形狀不同、工作環(huán)境不同的具體構(gòu)件，持久極限會相同嗎？構(gòu)件的持久極限與材料的持久極限相比必須考慮一些影響因素；交變應(yīng)力§11–4影響構(gòu)件持久極限的因素光滑、小試731、構(gòu)件外形引起的影響Kσ稱為的有效應(yīng)力集中系數(shù)——應(yīng)力集中f50f40r=5不僅與外形有關(guān)，還與材料有關(guān)應(yīng)力集中會顯著降低構(gòu)件的持久極限構(gòu)件外形的突變（槽、孔、缺口、軸肩等）引