金属材料的疲劳性能及其描述

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金属材料的疲劳性能及其描述安世亚太广州分公司何欢/Tony He TEL:+8620-38102018-137 tony.he@

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应力循环

σm=σa=

σ max+σ min2

σ max σ min2

σ min r=σ max

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S-N曲线

S-N曲线测试条件：标准、理想的光滑试件载荷条件为对称循环材料为某一固定材料

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S-N曲线(续)

真应力幅—寿命曲线

σ= b log10 (2 N f )+ log10 (σ′f ) log10 2 σ=σ′f (2 N f )b 2 ε eσ′f b2= E (2 N f )

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S-N曲线估算S-N曲线用双对数线性关系的幂函数形式表示为：

SmN= C

大量实验表明：

N= 1时，S= Su

S f= 0.5 * S u,当S u 1400 Mpa时S f= 700 Mpa,当S u 1400 Mpa时

计算即可得到m与C,上述情况适用于弹性状态。进入弹塑性状态后，程序采用Seeger法计算材料的循环特性。 Seeger等人根据1500多次疲劳实验结果统计出的这些关系如下(适用于普碳钢及低合金钢):延伸率 a=1.0 (Ru/E<=0.003) a=1.375-125 Ru/E (Ru/E>0.003)疲劳强度系数：1.5Ru S u与Ru为材料的极限抗拉强度疲劳强度指数：-0.087疲劳延性系数：0.59a疲劳延性指数：-0.58 S f为材料的疲劳极限循环应变硬化系数：1.65Ru循环应变硬化指数：0.15

N= 10e7时，S= S f

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应变—寿命法

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工程应力应变转换

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真实应力—应变关系

塑性区域

弹性应变

塑性应变

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稳态循环真实应力—应变关系

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稳态循环真实应力—应变关系Basquin于1910年提出

σ= b log10 (2 N f )+ log10 (σ′f ) log10 2 σ ε eσ′f=σ′f (2 N f )b= (2 N f )b 2 2 E真应力幅—寿命曲线

弹性应变幅—寿命曲线

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稳态循环真实应力—应变关系(续)Manson和Coffin发现

ε p log10= c log10 (2 N f )+ log10 (ε′f ) 2 ε p 2=ε′f (2 N f )c

塑性应变幅—寿命曲线

ε= ε e+ ε p

ε ε e ε p=+ 2 2 2 εσ′f b′f (2 N f )c= (2 N f )+ε 2 E

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应变—寿命曲线

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应变寿命与应力寿命

ε 2

σ′fE

(2 N f )+ε′f (2 N f )b

c

ε eσ′f= (2 N f )b E 2 σ=σ′f (2 N f )b 2

真应力幅—寿命曲线

标准的S-N曲线是总应变寿命曲线的一部分，与构件的S-N曲线正好相反，基本材料的S-N曲线，可由低周疲劳参数得出。

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疲劳损伤

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疲劳损伤(续)

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疲劳损伤(续)

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疲劳损伤(续)

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疲劳损伤(续)

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疲劳损伤(续)

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/nktq.html