疲勞極限
編輯疲勞極限或耐久極限是一種應力水平,低于該水平可以對材料施加無限次數的載荷循環而不會導致疲勞失效。 某些金屬(例如鐵合金和鈦合金)具有明顯的極限,而其他金屬(例如鋁和銅)則沒有,并且即使在很小的應力幅值下也會最終失效。 如果材料沒有明確的限制,則使用術語疲勞強度或耐久強度,并將其定義為材料可以承受指定循環次數而不會疲勞失效的完全反向彎曲應力的xxx值。
定義
編輯ASTM 將疲勞強度 S N f {displaystyle S_{N_{f}}} 定義為在 N f {displaystyle N_{f}} 循環后發生失效的應力值,以及疲勞極限 S f {displaystyle S_{f}} ,因為當 N f {displaystyle N_{f}} 變得非常大時發生失效的應力極限值。 ASTM 沒有定義耐久極限,即材料將承受許多載荷循環的應力值,但暗示它類似于疲勞極限。
一些作者使用耐久極限 S e {displaystyle S_{e}} 來表示應力,低于該應力永遠不會發生失效,即使是無限大的加載循環次數,如鋼材; 和疲勞極限或疲勞強度 S f {displaystyle S_{f}} ,表示在指定次數的加載循環后發生失效的應力,例如 5 億次,如鋁的情況。 其他作者不區分表達方式,即使他們確實區分了兩種類型的材料。
典型值
編輯鋼的典型極限值 ( S e {displaystyle S_{e}} ) 是極限抗拉強度的一半,xxx值為 290 MPa (42 ksi)。 對于鐵、鋁和銅合金,S e {displaystyle S_{e}} 通常是極限抗拉強度的 0.4 倍。 鐵的xxx典型值為 170 MPa (24 ksi),鋁為 130 MPa (19 ksi),銅為 97 MPa (14 ksi)。 請注意,這些值適用于光滑的無缺口試樣。 缺口試樣的耐久極限(因此對于許多實際設計情況)要低得多。
對于聚合材料,疲勞極限已被證明反映了聚合物鏈中共價鍵的固有強度,必須斷裂才能擴展裂紋。
只要其他熱化學過程不破壞聚合物鏈(即老化或臭氧侵蝕),當負載保持在固有強度以下時,聚合物可以無限期地運行而不會出現裂紋增長。
疲勞極限的概念以及基于疲勞極限的標準(例如 ISO 281:2007 滾動軸承壽命預測)仍然存在爭議,至少在美國是這樣。
歷史
編輯1870 年,奧古斯特·沃勒 (August W?hler) 提出了耐力極限的概念。 然而,最近的研究表明,金屬材料不存在耐久極限,如果進行足夠的應力循環,即使是最小的應力最終也會導致疲勞失效。
內容由匿名用戶提供,本內容不代表www.gelinmeiz.com立場,內容投訴舉報請聯系www.gelinmeiz.com客服。如若轉載,請注明出處:http://www.gelinmeiz.com/215246/