材料的疲勞損傷和斷裂專家講座

材料疲勞損傷與斷裂朱明亮華東理工大學(xué)機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院mlzhu@EngineeringFractureMechanics-材料的疲勞損傷和斷裂專家講座第1頁(yè)主要內(nèi)容工程中的疲勞現(xiàn)象疲勞研究的主要范疇疲勞與損傷疲勞與斷裂1234材料的疲勞損傷和斷裂專家講座第2頁(yè)工程中疲勞現(xiàn)象材料的疲勞損傷和斷裂專家講座第3頁(yè)1954年1月,英國(guó)慧星(Comet)號(hào)噴氣客機(jī)墜入地中海（機(jī)身艙門(mén)拐角處開(kāi)裂）工程中疲勞現(xiàn)象材料的疲勞損傷和斷裂專家講座第4頁(yè)工程中疲勞現(xiàn)象材料的疲勞損傷和斷裂專家講座第5頁(yè)工程中疲勞現(xiàn)象二次大戰(zhàn)期間，400余艘全焊接艦船斷裂材料的疲勞損傷和斷裂專家講座第6頁(yè)工程中疲勞現(xiàn)象.4.25,早晨9：20,日本兵庫(kù)縣尼崎市列車脫軌：死亡106人，傷400人

1998.6.3，德國(guó)埃舍德小鎮(zhèn)，高速列車脫軌：101人死亡，200人受傷，88人重傷預(yù)防疲勞失效！是軌道交通關(guān)鍵科技問(wèn)題之一材料的疲勞損傷和斷裂專家講座第7頁(yè)工程中疲勞現(xiàn)象轉(zhuǎn)子軸材料的疲勞損傷和斷裂專家講座第8頁(yè)工程中疲勞現(xiàn)象整機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度試驗(yàn):機(jī)翼破壞試驗(yàn)材料的疲勞損傷和斷裂專家講座第9頁(yè)工程中疲勞現(xiàn)象上海東方明珠電視塔高300m球徑45m材料的疲勞損傷和斷裂專家講座第10頁(yè)工程中疲勞現(xiàn)象Case1:simplysupportedcranegirderServiceconditioins:LoadW,constantTwocranepasses/hr,12hr/day,240days/yr40yearsofservicelife:21224040=230,400cyclesofbendingmomentWL/4.LowerflangeatA-A行車大梁材料的疲勞損傷和斷裂專家講座第11頁(yè)工程中疲勞現(xiàn)象Case2:rotatingshaftwithoverhungflywheelServiceconditions:LoadW,constantShaftrotatesat250rev/min,8hr/day,300days/yrInaservicelifeof40yearstheshaftaccumulates25060830040=1.44109cyclesofbendingmoment,WL材料的疲勞損傷和斷裂專家講座第12頁(yè)工程中疲勞現(xiàn)象疲勞失效是工程中最主要、最常見(jiàn)失效模式疲勞關(guān)鍵問(wèn)題1疲勞性能的影響因素有哪些？2材料疲勞的宏微觀損傷機(jī)制？3疲勞裂紋的擴(kuò)展特性？4結(jié)構(gòu)抗疲勞破壞的控制參數(shù)是什么？5如何預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)的疲勞壽命？材料的疲勞損傷和斷裂專家講座第13頁(yè)疲勞研究主要范圍疲勞斷裂力學(xué)損傷力學(xué)化學(xué)材料科學(xué)環(huán)境疲勞疲勞損傷疲勞斷裂材料疲勞材料的疲勞損傷和斷裂專家講座第14頁(yè)疲勞發(fā)展歷史材料的疲勞損傷和斷裂專家講座第15頁(yè)疲勞發(fā)展歷史十九世紀(jì)疲勞發(fā)展182918391860德國(guó)礦業(yè)工程師Albert.金屬疲勞最初研究。巴黎大學(xué)教授JU.Poncelet提出金屬疲勞概念。德國(guó)工程師W?hler提出了應(yīng)力-壽命曲線（S-N曲線）和疲勞極限概念。18901.Gerber研究了平均應(yīng)力對(duì)疲勞壽命影響。2.Goodman提出了考慮平均應(yīng)力影響簡(jiǎn)單理論。3.Bauschinger提出了應(yīng)力-應(yīng)變滯后回線概念。經(jīng)驗(yàn)試驗(yàn)材料的疲勞損傷和斷裂專家講座第16頁(yè)1871年，Wohler首先對(duì)鐵路車軸進(jìn)行了系統(tǒng)疲勞研究，發(fā)展了旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試驗(yàn)，S-N曲線及疲勞極限概念。疲勞發(fā)展歷史材料的疲勞損傷和斷裂專家講座第17頁(yè)1910s-1960s疲勞發(fā)展191019501960Basquin提出了S與N關(guān)系式。Bairstow給出了形變滯后與疲勞破壞關(guān)系。1.光鏡和電子顯微鏡發(fā)展促進(jìn)了人們對(duì)傳統(tǒng)疲勞破壞機(jī)制研究。2.電液伺服疲勞試驗(yàn)機(jī)出現(xiàn)。3.疲勞發(fā)展成為主要學(xué)科領(lǐng)域。1.Manson-Coffin關(guān)系。2.1963年P(guān)aris提出da/dN-K關(guān)系。提出了PSB概念，觀察到了疲勞輝紋，P-M累積損傷理論。損傷容限設(shè)計(jì)，疲勞與斷裂力學(xué)融合。理論工程利用機(jī)理疲勞發(fā)展歷史材料的疲勞損傷和斷裂專家講座第18頁(yè)1970s-今疲勞發(fā)展19701980損傷容限方法利用到詳細(xì)設(shè)計(jì)規(guī)范中，斷裂力學(xué)開(kāi)始在疲勞研究中發(fā)揮主要作用1.傳統(tǒng)疲勞研究領(lǐng)域深入拓展：蠕變疲勞，熱機(jī)械疲勞，微動(dòng)疲勞，多軸疲勞…….2.伴隨分析伎倆提升，新材料和傳統(tǒng)材料疲勞破壞微觀機(jī)制得到深入發(fā)展。3.疲勞模擬技術(shù)發(fā)展成為研究疲勞主要方法，使人們對(duì)疲勞認(rèn)識(shí)深入深入。4.超高周疲勞研究逐步成為研究熱點(diǎn)。低周疲勞高周疲勞超高周疲勞疲勞發(fā)展歷史材料的疲勞損傷和斷裂專家講座第19頁(yè)疲勞基本概念材料的疲勞損傷和斷裂專家講座第20頁(yè)疲勞基本概念

在某點(diǎn)或一些點(diǎn)承受交變應(yīng)力，且在足夠多循環(huán)擾動(dòng)作用之后形成裂紋或完全斷裂材料中所發(fā)生局部永久結(jié)構(gòu)改變發(fā)展過(guò)程，稱為疲勞。Whatisfatigue?Theprocessofprogressivelocalizedpermanentstructuralchangeoccurringinamaterialsubjectedtoconditionswhichproducefluctuatingstressesandstrainsatsomepointorpointsandwhichmayculminateincrackorcompletefractureafterasufficientnumberoffluctuations.ASTME206-72材料的疲勞損傷和斷裂專家講座第21頁(yè)疲勞分類——主要學(xué)科體系疲勞基本概念研究對(duì)象材料結(jié)構(gòu)應(yīng)力狀態(tài)單軸多軸載荷變化情況恒幅變幅隨機(jī)工況、環(huán)境蠕變疲勞熱機(jī)械疲勞腐蝕疲勞微動(dòng)疲勞沖擊疲勞循環(huán)周次低周高周超高周材料的疲勞損傷和斷裂專家講座第22頁(yè)疲勞基本概念交變應(yīng)力，是指隨時(shí)間改變應(yīng)力。也可更普通地稱為交變載荷（載荷能夠是力、應(yīng)力、應(yīng)變、位移等）00t0SDSSmax

恒幅循環(huán)S變幅循環(huán)S隨機(jī)載荷疲勞載荷類型tt

材料的疲勞損傷和斷裂專家講座第23頁(yè)疲勞基本概念平均應(yīng)力Sm=(Smax+Smin)/2(1)應(yīng)力幅Sa=(Smax-Smin)/2(2)應(yīng)力范圍S=Smax-Smin(3)應(yīng)力比R=Smin/Smax恒幅循環(huán)參數(shù)設(shè)計(jì)：用Smax，Smin

，直觀；試驗(yàn)：用Sm，Sa

，便于加載；分析：用Sa，R，突出主要控制參量,便于分類討論。材料的疲勞損傷和斷裂專家講座第24頁(yè)疲勞基本概念應(yīng)力比R0StR=1靜載Smax=Smin0StR=0脈沖循環(huán)Smin=00StR=-1對(duì)稱循環(huán)Smax=-SminR=-2/0=∞R=-2/1=-2材料的疲勞損傷和斷裂專家講座第25頁(yè)疲勞基本概念0St三角波S0t正弦波0St矩形波0St梯形波波形頻率f=N/tf=100Hz,t=100h,N=ft=3.6107(cycles)材料的疲勞損傷和斷裂專家講座第26頁(yè)材料疲勞性能材料的疲勞損傷和斷裂專家講座第27頁(yè)材料疲勞性能材料疲勞性能材料循環(huán)變形特征載荷壽命關(guān)系-relationship-Ncurve-Ncurve疲勞裂紋擴(kuò)展特征da/dNcurve材料的疲勞損傷和斷裂專家講座第28頁(yè)材料疲勞性能拉伸應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系單調(diào)拉伸和單調(diào)壓縮曲線關(guān)于原點(diǎn)O對(duì)稱；在屈服極限A點(diǎn)以內(nèi)是直線。σ-εS-eσε單調(diào)σ-ε曲線材料的疲勞損傷和斷裂專家講座第29頁(yè)材料疲勞性能Bauschingereffect在一定量正向拉伸或壓縮塑性變形之后進(jìn)行反方向加載，材料屈服強(qiáng)度會(huì)低于連續(xù)正向變形屈服強(qiáng)度。材料的疲勞損傷和斷裂專家講座第30頁(yè)材料疲勞性能滯后回線(遲滯回線)：一個(gè)完整循環(huán)所對(duì)應(yīng)應(yīng)力-應(yīng)變曲線形成封閉曲線。總應(yīng)變幅=彈性應(yīng)變幅+塑性應(yīng)變幅材料的疲勞損傷和斷裂專家講座第31頁(yè)材料疲勞性能材料循環(huán)硬化與循環(huán)軟化CyclichardeningCyclicsoftening材料屈強(qiáng)比：σs/σb<0.7，循環(huán)硬化材料；

σs/σb>0.8，循環(huán)軟化材料。材料的疲勞損傷和斷裂專家講座第32頁(yè)材料疲勞性能A為循環(huán)強(qiáng)化系數(shù)，為循環(huán)硬化指數(shù)。循環(huán)應(yīng)力-應(yīng)變曲線材料的疲勞損傷和斷裂專家講座第33頁(yè)材料疲勞性能在恒幅應(yīng)力控制下，應(yīng)變不停提升現(xiàn)象叫做循環(huán)蠕變；循環(huán)蠕變和循環(huán)松弛對(duì)于非金屬材料比較顯著，金屬材料在高溫下需考慮。循環(huán)蠕變和循環(huán)松弛在恒幅應(yīng)變控制下，應(yīng)力不停下滑現(xiàn)象叫做循環(huán)松弛。材料的疲勞損傷和斷裂專家講座第34頁(yè)材料疲勞性能Basquin’sequationManson-CoffinrelationshipTransitionfatiguelife材料的疲勞損傷和斷裂專家講座第35頁(yè)材料疲勞性能材料的疲勞損傷和斷裂專家講座第36頁(yè)材料疲勞性能材料的疲勞損傷和斷裂專家講座第37頁(yè)材料疲勞性能S-N曲線：表示S（或者logS）和Nf（或者logNf）關(guān)系曲線。疲勞極限Sf：某一應(yīng)力比條件下，對(duì)應(yīng)循環(huán)次數(shù)下不發(fā)生斷裂應(yīng)力。材料的疲勞損傷和斷裂專家講座第38頁(yè)疲勞強(qiáng)度影響原因材料的疲勞損傷和斷裂專家講座第39頁(yè)疲勞強(qiáng)度影響原因有利有害！拉伸平均應(yīng)力降低疲勞強(qiáng)度，壓縮平均應(yīng)力提升疲勞強(qiáng)度。材料的疲勞損傷和斷裂專家講座第40頁(yè)疲勞強(qiáng)度影響原因平均應(yīng)力m（橫坐標(biāo)）與應(yīng)力幅a（縱坐標(biāo)）之間關(guān)系曲線（由試驗(yàn)數(shù)據(jù)取得），反應(yīng)相同材料在不一樣應(yīng)力循環(huán)特征時(shí)疲勞極限差異。塑性材料疲勞極限應(yīng)力圖以下列圖所表示，曲線近似呈拋物線分布。曲線上A點(diǎn)坐標(biāo)表示對(duì)稱循環(huán)點(diǎn)，B點(diǎn)坐標(biāo)表示脈動(dòng)循環(huán)點(diǎn)，C點(diǎn)坐標(biāo)表示靜應(yīng)力點(diǎn)。疲勞極限應(yīng)力圖材料的疲勞損傷和斷裂專家講座第41頁(yè)疲勞強(qiáng)度影響原因ModifiedGoodmanlineGerberParabola材料的疲勞損傷和斷裂專家講座第42頁(yè)疲勞強(qiáng)度影響原因等效應(yīng)力幅材料的疲勞損傷和斷裂專家講座第43頁(yè)疲勞強(qiáng)度影響原因疲勞裂紋通常起始于零件表面表面情況對(duì)疲勞壽命有很大影響表面光潔度越高，形成疲勞裂紋時(shí)間越長(zhǎng)。材料的疲勞損傷和斷裂專家講座第44頁(yè)疲勞強(qiáng)度影響原因表面經(jīng)過(guò)冷軋(coldrolling)、滲氮(nitriding)、噴丸(shotpeening)、激化沖擊(lasershockpeening)處理等都能夠在表面引入殘余壓應(yīng)力，從而延緩高周疲勞裂紋萌生。材料的疲勞損傷和斷裂專家講座第45頁(yè)疲勞強(qiáng)度影響原因缺口應(yīng)力集中系數(shù)Kt疲勞缺口系數(shù)Kf疲勞缺口敏感性q材料的疲勞損傷和斷裂專家講座第46頁(yè)疲勞強(qiáng)度影響原因加載方式材料的疲勞損傷和斷裂專家講座第47頁(yè)疲勞強(qiáng)度影響原因彎曲載荷下，尺寸影響試樣承載面應(yīng)力梯度，尺寸增大，應(yīng)力梯度減小，但表面局部平均應(yīng)力增大，疲勞強(qiáng)度下降。軸向載荷下，應(yīng)力梯度較小，試樣尺寸效應(yīng)不顯著。材料的疲勞損傷和斷裂專家講座第48頁(yè)疲勞強(qiáng)度影響原因1平均應(yīng)力2表面加工與處理3加載形式4缺口與應(yīng)力集中5試樣尺寸材料的疲勞損傷和斷裂專家講座第49頁(yè)疲勞與損傷疲勞損傷力學(xué)疲勞與損傷材料的疲勞損傷和斷裂專家講座第50頁(yè)損傷概念材料的疲勞損傷和斷裂專家講座第51頁(yè)損傷概念損傷(Damage)是材料和工程構(gòu)件中細(xì)微“結(jié)構(gòu)”改變，引發(fā)微裂紋萌生、成長(zhǎng)與合并，造成材料變質(zhì)和惡化。損傷積累結(jié)果往往產(chǎn)生宏觀裂紋，造成最終斷裂。1958年，Kachanov在研究蠕變斷裂問(wèn)題時(shí)，第一個(gè)引入了一個(gè)新本構(gòu)方程－損傷演變方程，同時(shí)第一個(gè)引入了一個(gè)描述材料內(nèi)部損傷內(nèi)變量－連續(xù)性變量。1969年，Rabatnov改進(jìn)了Kachanov工作，在蠕變本構(gòu)方程中引入了損傷變量以描述損傷對(duì)材料本構(gòu)行為影響。材料的疲勞損傷和斷裂專家講座第52頁(yè)損傷概念損傷變量微觀或物理宏觀或唯象疲勞損傷區(qū)內(nèi)微觀裂紋密度空洞體積（面積）比聲發(fā)射量電阻抗改變顯微硬度改變等Miner疲勞損傷D＝1/N剩下剛度E，D＝1-E/E0剩下強(qiáng)度循環(huán)耗散能阻尼系數(shù)、滯后能等材料的疲勞損傷和斷裂專家講座第53頁(yè)損傷概念損傷力學(xué)主要研究三方面內(nèi)容：1.研究材料中微裂紋和微孔洞及外在條件對(duì)本身演變影響及其發(fā)展規(guī)律；2.研究損傷對(duì)材料本構(gòu)關(guān)系影響；3.研究工程構(gòu)件中宏觀裂紋形成壽命估算方法。構(gòu)件受載條件，本構(gòu)方程和演變方程確實(shí)定－彈性和塑性－疲勞與蠕變－損傷應(yīng)力、應(yīng)變和損傷演變構(gòu)件力學(xué)分析和損傷力學(xué)分析臨界狀態(tài)損傷力學(xué)分析步驟材料的疲勞損傷和斷裂專家講座第54頁(yè)疲勞累積損傷理論材料的疲勞損傷和斷裂專家講座第55頁(yè)疲勞累積損傷理論1每個(gè)循環(huán)引起多少損傷？2多個(gè)載荷循環(huán)時(shí)，損傷如何累加？3失效時(shí)的臨界損傷？疲勞損傷D材料的疲勞損傷和斷裂專家講座第56頁(yè)疲勞累積損傷理論P(yáng)almgren-Miner理論，簡(jiǎn)稱Miner理論。一個(gè)循環(huán)造成損傷：D＝1/Nn個(gè)循環(huán)造成損傷：臨界疲勞損傷Dcr：Dcr＝1缺點(diǎn)：沒(méi)有考慮載荷次序影響材料的疲勞損傷和斷裂專家講座第57頁(yè)疲勞累積損傷理論材料的疲勞損傷和斷裂專家講座第58頁(yè)疲勞損傷微觀機(jī)制材料的疲勞損傷和斷裂專家講座第59頁(yè)疲勞損傷微觀機(jī)制拉伸試樣表面形成滑移臺(tái)階循環(huán)變形試樣表面出現(xiàn)“擠出”與“侵入”，試樣內(nèi)部位錯(cuò)密度高，形成駐留滑移帶(PSB)。循環(huán)變形特點(diǎn)CoarseslipFineslipStressconcentration材料的疲勞損傷和斷裂專家講座第60頁(yè)疲勞損傷微觀機(jī)制104cycles5104cycles2.7105cyclesSliplinesintensified永久滑移帶(PSB)形成Earlystagesoffatigueareprimarilyasurfacephenomenon.材料的疲勞損傷和斷裂專家講座第61頁(yè)疲勞損傷微觀機(jī)制材料的疲勞損傷和斷裂專家講座第62頁(yè)疲勞損傷微觀機(jī)制CyclicSlip-initialarrangementsCyclicHardening材料的疲勞損傷和斷裂專家講座第63頁(yè)疲勞損傷微觀機(jī)制SurfacereliefShearcracksformation材料的疲勞損傷和斷裂專家講座第64頁(yè)疲勞損傷微觀機(jī)制Crackinitiation材料的疲勞損傷和斷裂專家講座第65頁(yè)疲勞損傷微觀機(jī)制疲勞裂紋萌生位置：材料表面（PSB，表面缺點(diǎn)，腐蝕坑等）材料內(nèi)部（1）內(nèi)部PSB（2）內(nèi)部不連續(xù)組織處（夾雜物，氣孔，相界，晶界，孿晶界，二次相顆粒，孔洞等）材料的疲勞損傷和斷裂專家講座第66頁(yè)疲勞損傷微觀機(jī)制Crackinitiationatpores材料的疲勞損傷和斷裂專家講座第67頁(yè)疲勞損傷微觀機(jī)制Cracksinitiatedinmicrostructures材料的疲勞損傷和斷裂專家講座第68頁(yè)疲勞損傷微觀機(jī)制inclusionsInteriormicrostructures材料的疲勞損傷和斷裂專家講座第69頁(yè)疲勞損傷微觀機(jī)制Processoffatigue材料的疲勞損傷和斷裂專家講座第70頁(yè)疲勞與斷裂疲勞斷裂力學(xué)疲勞與斷裂裂紋擴(kuò)展規(guī)律及其利用材料的疲勞損傷和斷裂專家講座第71頁(yè)疲勞裂紋擴(kuò)展過(guò)程材料的疲勞損傷和斷裂專家講座第72頁(yè)疲勞裂紋擴(kuò)展過(guò)程疲勞裂紋擴(kuò)展兩階段：StageI(controlledbyshearstressorshearstrain);StageII(controlledbymaximumtensilestressrange).Intergranularortransgranular?Itdepends……ShortcrackLoadingdirection材料的疲勞損傷和斷裂專家講座第73頁(yè)Cyclicplasticzonesize疲勞裂紋擴(kuò)展過(guò)程材料的疲勞損傷和斷裂專家講座第74頁(yè)StageIcrackgrowth疲勞裂紋擴(kuò)展過(guò)程材料的疲勞損傷和斷裂專家講座第75頁(yè)StageIIcrackgrowth疲勞裂紋擴(kuò)展過(guò)程材料的疲勞損傷和斷裂專家講座第76頁(yè)StageIastageIbStageIa:singleslipStageIb:doubleslipStageII:multipleslip疲勞裂紋擴(kuò)展過(guò)程材料的疲勞損傷和斷裂專家講座第77頁(yè)bluntingresharpeningreblunting疲勞裂紋擴(kuò)展過(guò)程LairdmodelforStageIIfatiguecrackgrowth疲勞輝紋形成過(guò)程：拉伸過(guò)程中，裂紋尖端發(fā)生鈍化，裂紋擴(kuò)展a，在壓應(yīng)力下裂紋尖端重新銳化，隨即拉伸應(yīng)力下重新鈍化。loadingunloadingloading材料的疲勞損傷和斷裂專家講座第78頁(yè)疲勞裂紋尺度問(wèn)題材料的疲勞損傷和斷裂專家講座第79頁(yè)疲勞裂紋尺度問(wèn)題SeveralgraindiametersInteractionswithgrainandphaseboundaries,precipitatesandpores材料的疲勞損傷和斷裂專家講座第80頁(yè)有裂紋萌生-擴(kuò)展-斷裂三個(gè)階段。

壽命（過(guò)程長(zhǎng)短）

--取決于載荷、作用次數(shù)和材料疲勞抗力。

Ntotal=Ninitiation+Npropagation

IrreversiblecyclicslipaccumulationMicrostructurallyshortcracksMechanicallyshortcracksPhysicallyshortcracksLongcracksfracture疲勞裂紋尺度問(wèn)題材料的疲勞損傷和斷裂專家講座第81頁(yè)疲勞裂紋尺度問(wèn)題疲勞破壞多尺度特征材料的疲勞損傷和斷裂專家講座第82頁(yè)長(zhǎng)裂紋擴(kuò)展規(guī)律材料的疲勞損傷和斷裂專家講座第83頁(yè)長(zhǎng)裂紋擴(kuò)展規(guī)律1963年P(guān)aris首先把斷裂力學(xué)引入了疲勞裂紋擴(kuò)展，并認(rèn)為擴(kuò)展速率受控于裂紋尖端應(yīng)力強(qiáng)度因子范圍ΔK，ΔK=Kmax-Kmin。

式中C與n均為與材料相關(guān)常數(shù)，n通常在2--4之間。材料的疲勞損傷和斷裂專家講座第84頁(yè)P(yáng)arisregimeUnstableregimeNear-thresholdregime應(yīng)力比，環(huán)境影響較大，微觀組織影響較小微觀組織、應(yīng)力比，環(huán)境影響較大長(zhǎng)裂紋擴(kuò)展規(guī)律材料的疲勞損傷和斷裂專家講座第85頁(yè)疲勞門(mén)檻值Kth:fatiguethreshold理論上，是裂紋擴(kuò)展速率為零時(shí)應(yīng)力強(qiáng)度因子范圍。

試驗(yàn)測(cè)量中，要求在空氣介質(zhì)和平面應(yīng)變條件下，材料裂紋擴(kuò)展速率靠近10-7mm／cycle(或更低)對(duì)應(yīng)應(yīng)力強(qiáng)度因子范圍K。CrMoVsteel長(zhǎng)裂紋擴(kuò)展規(guī)律材料的疲勞損傷和斷裂專家講座第86頁(yè)伴隨應(yīng)力比增大，疲勞裂紋擴(kuò)展速率增大，疲勞門(mén)檻值減小。長(zhǎng)裂紋擴(kuò)展規(guī)律材料的疲勞損傷和斷裂專家講座第87頁(yè)Microstructuredifference組織對(duì)Paris區(qū)da/dN影響不大，而對(duì)門(mén)檻值區(qū)有較大影響。長(zhǎng)裂紋擴(kuò)展規(guī)律材料的疲勞損傷和斷裂專家講座第88頁(yè)Inair,R=0.1,f=35Hz，鈦合金Invacuum,TiAlintermetallics300C時(shí)，真空中da/dN比空氣中小。溫度升高，擴(kuò)展速率增大。長(zhǎng)裂紋擴(kuò)展規(guī)律材料的疲勞損傷和斷裂專家講座第89頁(yè)短裂紋擴(kuò)展行為材料的疲勞損傷和斷裂專家講座第90頁(yè)短裂紋擴(kuò)展行為短裂紋擴(kuò)展特征：短裂紋擴(kuò)展受到微觀組織影響很大；短裂紋擴(kuò)展速率會(huì)高于長(zhǎng)裂紋擴(kuò)展速率；短裂紋擴(kuò)展能在K低于長(zhǎng)裂紋疲勞門(mén)檻值時(shí)擴(kuò)展。材料的疲勞損傷和斷裂專家講座第91頁(yè)疲勞裂紋閉合材料的疲勞損傷和斷裂專家講座第92頁(yè)疲勞裂紋閉合Kcl：裂紋閉合強(qiáng)度因子Keff=Kmax-Kcl疲勞門(mén)檻值區(qū)閉合機(jī)制復(fù)雜材料的疲勞損傷和斷裂專家講座第93頁(yè)疲勞裂紋閉合裂紋閉合因子:U材料的疲勞損傷和斷裂專家講座第94頁(yè)疲勞裂紋閉合plastic-inducedcrackclosure（塑性誘發(fā)裂紋閉合）transformation-inducedcrackclosure（變形誘發(fā)相變裂紋閉合）oxidation-inducedcrackclosure（氧化誘發(fā)裂紋閉合）fluid-inducedcrackclosure（流體誘發(fā)裂紋閉合）roughness-inducedcrackclosure（粗糙度誘發(fā)裂紋閉合）材料的疲勞損傷和斷裂專家講座第95頁(yè)疲勞試驗(yàn)材料的疲勞損傷和斷裂專家講座第96頁(yè)疲勞試驗(yàn)機(jī)材料的疲勞損傷和斷裂專家講座第97頁(yè)顯微疲勞試