钢材疲劳破坏30页PPT
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疲劳破坏
图1.2裂纹尺寸
图1.3示出疲劳断裂面的分区，裂纹大体上以同心圆的形 式从表面的裂源向内部逐渐扩展。扩展到一定程度后截面削 弱过甚，即被拉断。当构件应力较小时，扩展区所占范围较大， 而当构件应力很大时，扩展区就比较小。扩展区的表面光滑，
而且是愈近裂源愈光，这是因为裂纹经过多次开合的缘故。 拉断区可以使脆性的颗粒状断口，也可以使带有一定韧性的 断口。图1.4给出焊接工形截面翼缘和腹板间角焊缝从表面 或内部发展疲劳裂纹的情况。
吊车梁：根据实测结果，推算出设计基准期50年内各种吊 车梁的应力循环总次数n(等效于满荷载时n= 2106次)，相应 的欠载效应的等效系数f值如表2-3所示，重级工作制吊车梁 的疲劳验算公式为
f 2106
2106 ——循环次数 N 2106是的容许应力幅
f ——变幅荷载的欠载效应系数
吊车类别
表1.2变幅荷载的欠载效应系数
欠载效应系数 f
对重级工作制硬钩吊车
中级工作制软钩吊车 中级工作制吊车
f
1.0
f
0.8
0.5
3.疲劳计算应注意问题
➢ 当n≥105时，应进行疲劳计算。
➢ 疲劳计算采用的是容许应力幅法，计算公式是以实验为依 据的，实验中已包含了动力的影响，故荷载应采用标准值 且不乘动力系数，应力幅按弹性工作计算。
在焊缝和近旁金属的表层形成压缩残余应力，是改善疲 劳性能的一个有效的方法。
钢材的疲劳-常幅疲劳
7
0.65×1012
8
0.41×1012
4
4
3
3
3
3
3
3
国内外试验证明，除了个别在疲劳计算中不起控制作用类别的疲劳强度有随钢材的 强度提高而稍有增加外，大多数焊接连接类别的疲劳强度不受钢材强度的影响。
钢材的疲劳——常幅疲劳
四、常幅疲劳验算 疲劳计算采用容许应力幅法，按弹性状态计算应力进行计算。计算只适用于无高 温（ t≤150℃）、无严重腐蚀环境中的高周低应变的疲劳计算（应力循环次数
（2）考虑到试验的离散性，取平均值减去两倍 lgn 的标准差（ 2s ）作为疲劳强度的下限值，图 中蓝色虚线所示。该虚线上的应力幅定义为对应 于某疲劳寿命的容许应力幅。
lg Ds
0
lg n
lg C
lg n
钢材的疲劳——常幅疲劳
三、常幅疲劳 3.容许应力幅[Δσ]的定义 （3）如果lgn符合正态分布，则构件或连接的疲劳强度的保证率为97.7％。
钢材的疲劳——常幅疲劳
钢材的疲劳——常幅疲劳
一、疲劳破坏的特征 定义：钢材在循环荷载作用下，应力虽然低于极限强度，甚至低于屈服强度，但 仍然会发生断裂破坏，这种破坏形式就称为疲劳破坏。
破坏过程：裂纹的形成----裂纹的扩展----最后的迅速断裂而破坏
破坏特点： （1）疲劳破坏时的应力小于钢材的屈服强度，钢材的塑性还没有展开，属于脆性破 坏。 （2）疲劳破坏的断口与一般脆性破坏的断口不同。一般脆性破坏后的断口平直，呈
钢材的疲劳破坏
5
wk.baidu.com
P49 图3.4
c、 —与构件和连接类别有关的系数， 查P49。 n — 应力循环次数。
6
5．疲劳验算及容许应力幅
直接受到重复荷载作用的构件，应力循环次数 n5104时，应进行疲劳验算。
GB50017规范规定疲劳计算按容许应力方法进行 验算。
疲劳验算：按可变荷载标准值进行，荷载计算 中不乘以吊车动力系数。
疲劳破坏属于反复荷载作用下的脆性破坏。
疲劳断裂分为三个阶段：裂纹的形成、裂纹缓慢扩展与最 后迅速断裂。
钢结构中总是存在裂纹，如焊缝中的微观裂纹、孔洞、 夹渣等缺陷；非焊接结构中的冲孔、剪边、气割等也存在 微观裂纹。
1
疲劳破坏构件的断口：上面一部分呈半椭 圆形光滑区，其余部分则为粗糙区。
2
一个循环：连续重复荷载下应力往复变化一周。 应力比值：＝min/max ；表示应力循环特性，拉 应力为正值。 完全对称循环：＝1； 静荷载： ＝ + 1；脉冲循环：＝0； =0~(1)，以拉应力为主的应力循环。
3
应力幅：=maxmin 表示应力变化的幅度，其值总为正值。 常幅应力循环：应力循环中应力幅为常数。 变幅应力循环：每次应力循环，应力幅值不是常数。
4
2．疲劳强度与循环次数的关系 （-n曲线）
疲劳寿命： 致损循环次数, n =5106
水平线段是疲劳极限，循环次数大于 一定数值后不再下降。
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P49 图3.4
c、 —与构件和连接类别有关的系数， 查P49。 n — 应力循环次数。
6
5．疲劳验算及容许应力幅
直接受到重复荷载作用的构件，应力循环次数 n5104时，应进行疲劳验算。
GB50017规范规定疲劳计算按容许应力方法进行 验算。
疲劳验算：按可变荷载标准值进行，荷载计算 中不乘以吊车动力系数。
疲劳破坏属于反复荷载作用下的脆性破坏。
疲劳断裂分为三个阶段：裂纹的形成、裂纹缓慢扩展与最 后迅速断裂。
钢结构中总是存在裂纹，如焊缝中的微观裂纹、孔洞、 夹渣等缺陷；非焊接结构中的冲孔、剪边、气割等也存在 微观裂纹。
1
疲劳破坏构件的断口：上面一部分呈半椭 圆形光滑区，其余部分则为粗糙区。
2
一个循环：连续重复荷载下应力往复变化一周。 应力比值：＝min/max ；表示应力循环特性，拉 应力为正值。 完全对称循环：＝1； 静荷载： ＝ + 1；脉冲循环：＝0； =0~(1)，以拉应力为主的应力循环。
3
应力幅：=maxmin 表示应力变化的幅度，其值总为正值。 常幅应力循环：应力循环中应力幅为常数。 变幅应力循环：每次应力循环，应力幅值不是常数。
4
2．疲劳强度与循环次数的关系 （-n曲线）
疲劳寿命： 致损循环次数, n =5106
水平线段是疲劳极限，循环次数大于 一定数值后不再下降。
钢结构疲劳(共10张PPT)
钢结构疲劳
钢材的疲劳过程可分为裂纹的形成，裂纹 缓慢扩展和最后迅速断裂三个阶段。
• 疲劳强度与反复荷载引起的应力种类 （拉应力、压应力、剪应力和复杂应力等）、 应力循环形式、应力循环次数、应力集中程 度和残余应力等有关。
2、产生疲劳的原因
• （1）连续反复荷载 （2）材料局部缺陷（工艺微裂纹、 焊缝夹渣
反复荷载下微裂纹尖端应力集中、材料硬化，裂纹开 展，出现宏观裂纹。
裂纹尖端应力集中使裂纹开展
（3）宏观裂纹发展，断面
削弱，脆性断裂
1.应力比与应力幅
应力比：ρ=max/ min
应力幅：循环一周最大、最小应力差
= max- min
t
t
常幅疲劳
图2-9
变幅疲劳
“常幅疲劳”是指在使用期内交变荷载下每次循环
承受源自文库车荷载的吊车梁属变幅疲劳，因为起吊重量有时满载，有时欠载。
5
应力比：ρ= max/ min
对钢结构进行疲劳计算时 有如下规定
1）承受动力荷载重复作用的钢结构构件及 其连接，当应力变化循环次数n等于或大于 105次时，应进行疲劳计算； • 2）在应力循环中不出现拉应力的部位， 可不计算疲劳；
• 3）计算疲劳时，应采用荷载的标准值；
因此，无拉应力，则无疲劳破坏；
（如吊车
梁，吊车桁架和工作
平台梁等）及其连接所具有的最小疲劳极限。因此，当 （2）反复荷载下微裂纹发展成宏观裂纹
钢材的疲劳过程可分为裂纹的形成，裂纹 缓慢扩展和最后迅速断裂三个阶段。
• 疲劳强度与反复荷载引起的应力种类 （拉应力、压应力、剪应力和复杂应力等）、 应力循环形式、应力循环次数、应力集中程 度和残余应力等有关。
2、产生疲劳的原因
• （1）连续反复荷载 （2）材料局部缺陷（工艺微裂纹、 焊缝夹渣
反复荷载下微裂纹尖端应力集中、材料硬化，裂纹开 展，出现宏观裂纹。
裂纹尖端应力集中使裂纹开展
（3）宏观裂纹发展，断面
削弱，脆性断裂
1.应力比与应力幅
应力比：ρ=max/ min
应力幅：循环一周最大、最小应力差
= max- min
t
t
常幅疲劳
图2-9
变幅疲劳
“常幅疲劳”是指在使用期内交变荷载下每次循环
承受源自文库车荷载的吊车梁属变幅疲劳，因为起吊重量有时满载，有时欠载。
5
应力比：ρ= max/ min
对钢结构进行疲劳计算时 有如下规定
1）承受动力荷载重复作用的钢结构构件及 其连接，当应力变化循环次数n等于或大于 105次时，应进行疲劳计算； • 2）在应力循环中不出现拉应力的部位， 可不计算疲劳；
• 3）计算疲劳时，应采用荷载的标准值；
因此，无拉应力，则无疲劳破坏；
（如吊车
梁，吊车桁架和工作
平台梁等）及其连接所具有的最小疲劳极限。因此，当 （2）反复荷载下微裂纹发展成宏观裂纹
钢材的疲劳ppt课件
GB50017—2003中的数据和结果，对于现在多变的环境下的构造疲劳问题的研究
造成局限和困难。
10
2.1、疲劳验算
2.变幅疲劳
由于荷载随机，则可根据Miner线性累积损伤准则，将变幅应力幅折算为常幅等效应力幅 e
则：
Δσe ≤[Δσ]
[Δσ]—常幅疲劳的容许应力幅。 [Δσ]=
1Τ
σ
Τσ
2.当损伤份额之和等于1时，将发生疲劳破坏。
11
谢谢
此处假设：
某个构件或连接的设计应力谱由若干个不同应力幅水平 的循环常幅循环应力构成。
各应力幅水平 所对应的循环次数为n ，相对疲劳寿命为N 。则Miner线性累积损伤准则为σ =1
构件或连接类别相同的变幅疲劳和常幅疲劳具有相同的疲劳曲线。
理解：
1.相同的疲劳曲线当某一级的应力幅 循环一次时，将引起Τσ 的疲劳损伤， 次后损伤为
2
1、疲劳
破坏过程
疲劳破坏机理
结构零部件在循环荷载作用下，在某些高应
裂纹的萌生
力部位产生损伤并逐渐累积，导致性能退化，裂
纹萌生、扩展直到完全断裂的失效形式，称为疲
劳失效。
疲劳破坏的机理是：细观裂纹的不稳定发展导致
整体结构的断裂。
3
裂纹的缓慢扩展
迅速断裂
1、疲劳的破坏机理
造成局限和困难。
10
2.1、疲劳验算
2.变幅疲劳
由于荷载随机，则可根据Miner线性累积损伤准则，将变幅应力幅折算为常幅等效应力幅 e
则：
Δσe ≤[Δσ]
[Δσ]—常幅疲劳的容许应力幅。 [Δσ]=
1Τ
σ
Τσ
2.当损伤份额之和等于1时，将发生疲劳破坏。
11
谢谢
此处假设：
某个构件或连接的设计应力谱由若干个不同应力幅水平 的循环常幅循环应力构成。
各应力幅水平 所对应的循环次数为n ，相对疲劳寿命为N 。则Miner线性累积损伤准则为σ =1
构件或连接类别相同的变幅疲劳和常幅疲劳具有相同的疲劳曲线。
理解：
1.相同的疲劳曲线当某一级的应力幅 循环一次时，将引起Τσ 的疲劳损伤， 次后损伤为
2
1、疲劳
破坏过程
疲劳破坏机理
结构零部件在循环荷载作用下，在某些高应
裂纹的萌生
力部位产生损伤并逐渐累积，导致性能退化，裂
纹萌生、扩展直到完全断裂的失效形式，称为疲
劳失效。
疲劳破坏的机理是：细观裂纹的不稳定发展导致
整体结构的断裂。
3
裂纹的缓慢扩展
迅速断裂
1、疲劳的破坏机理
钢桥的疲劳分析ppt课件
二、钢桥抗疲劳设计原理
•
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“精 准扶贫 ”项目
二、钢桥抗疲劳设计原理
•
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“精 准扶贫 ”项目
二、钢桥抗疲劳设计原理
•
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“精 准扶贫 ”项目
二、钢桥抗疲劳设计原理
2.6 疲劳极限 定义：一般情况下，交变应力值越高，疲劳破坏时应力循环次数越低，
疲劳寿命越短。疲劳寿命无穷大时的最大交变应力值称为疲劳极限，小 于该交变应力区段的荷载也不会造成疲劳破坏，即所谓门坎值问题。 2.7 荷载谱与应力谱 2.7.1荷载谱 ➢ 和结构的静力设计不同，钢桥疲劳设计所采用的荷载不应是按最不利荷 载情况采用强度设计时的标准活荷载，而应考虑采用经常作用的各种实 际的车辆荷载，从而计算它们所引起的各种累积损伤。为此，需要研究 活荷载的频谱值，也称荷载谱。
二、钢桥抗疲劳设计原理
•
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“精 准扶贫 ”项目
•
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“精 准扶贫 ”项目
二、钢桥抗疲劳设计原理
•
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“精 准扶贫 ”项目
二、钢桥抗疲劳设计原理
•
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“精 准扶贫 ”项目
二、钢桥抗疲劳设计原理
2.6 疲劳极限 定义：一般情况下，交变应力值越高，疲劳破坏时应力循环次数越低，
疲劳寿命越短。疲劳寿命无穷大时的最大交变应力值称为疲劳极限，小 于该交变应力区段的荷载也不会造成疲劳破坏，即所谓门坎值问题。 2.7 荷载谱与应力谱 2.7.1荷载谱 ➢ 和结构的静力设计不同，钢桥疲劳设计所采用的荷载不应是按最不利荷 载情况采用强度设计时的标准活荷载，而应考虑采用经常作用的各种实 际的车辆荷载，从而计算它们所引起的各种累积损伤。为此，需要研究 活荷载的频谱值，也称荷载谱。
二、钢桥抗疲劳设计原理
•
认识到了贫困户贫困的根本原因，才 能开始 对症下 药，然 后药到 病除。 近年来 国家对 扶贫工 作高度 重视， 已经展 开了“精 准扶贫 ”项目
疲劳破坏ppt课件
疲劳破坏
一、钢材疲劳的基本概念 二、疲劳破坏的成因 三、疲劳破坏的过程 四、疲劳破坏的检验 五、疲劳破坏的计算 六、提高疲劳性能的工艺措施
一、钢材疲劳的基本概念
钢构件及其连接总是存在着微观裂纹，在循环荷载 作用下，构件及连接的微观裂纹不断扩展、有效截面不 断被削弱，直至其承载能力不足而导致断裂破坏。这种 破坏即为疲劳破坏。
可近似地按照线性疲劳累积损伤原则，将随机变化的应力
幅折算为等效应力幅Δσe，按下式进行疲劳计算：
e
ni i
1/
ni
ni ——已知变幅应力谱的循环次数
ni ——已知变幅应力谱的Δσi 的应力循环次数
为保证不发生疲劳破坏，应满足 e
吊车梁：根据实测结果，推算出设计基准期50年内各种吊 车梁的应力循环总次数n(等效于满荷载时n= 2106次)，相应 的欠载效应的等效系数f值如表2-3所示，重级工作制吊车梁 的疲劳验算公式为
染色液体渗入法：是使带燃料的液体渗入表面的细裂纹，然后通 过显色剂，把燃料吸上来以显示裂纹轮廓。在检验时，把焊缝表面 清理干净并保持干燥，然后刷上一薄层渗入液，待燃料渗入却先后， 把表面擦净再涂上显色剂。已渗入的液体这时回到金属表面和显色 剂起反应，从而可以清晰地看出裂纹轮廓。
射线照相检查：依靠电磁射线来确定焊缝是否完好。X光线和 β射线都能穿透像焊缝这样的非透明体。在焊缝背后放上敏感胶片， 即可取得焊缝结构的永久记录。射线穿过焊缝材料后达到敏感胶片， 产生不同反差的负片，在射线穿过气泡、夹渣或裂纹时，在这些密 度小的区域透过得很多，在胶片上造成黑色区。
一、钢材疲劳的基本概念 二、疲劳破坏的成因 三、疲劳破坏的过程 四、疲劳破坏的检验 五、疲劳破坏的计算 六、提高疲劳性能的工艺措施
一、钢材疲劳的基本概念
钢构件及其连接总是存在着微观裂纹，在循环荷载 作用下，构件及连接的微观裂纹不断扩展、有效截面不 断被削弱，直至其承载能力不足而导致断裂破坏。这种 破坏即为疲劳破坏。
可近似地按照线性疲劳累积损伤原则，将随机变化的应力
幅折算为等效应力幅Δσe，按下式进行疲劳计算：
e
ni i
1/
ni
ni ——已知变幅应力谱的循环次数
ni ——已知变幅应力谱的Δσi 的应力循环次数
为保证不发生疲劳破坏，应满足 e
吊车梁：根据实测结果，推算出设计基准期50年内各种吊 车梁的应力循环总次数n(等效于满荷载时n= 2106次)，相应 的欠载效应的等效系数f值如表2-3所示，重级工作制吊车梁 的疲劳验算公式为
染色液体渗入法：是使带燃料的液体渗入表面的细裂纹，然后通 过显色剂，把燃料吸上来以显示裂纹轮廓。在检验时，把焊缝表面 清理干净并保持干燥，然后刷上一薄层渗入液，待燃料渗入却先后， 把表面擦净再涂上显色剂。已渗入的液体这时回到金属表面和显色 剂起反应，从而可以清晰地看出裂纹轮廓。
射线照相检查：依靠电磁射线来确定焊缝是否完好。X光线和 β射线都能穿透像焊缝这样的非透明体。在焊缝背后放上敏感胶片， 即可取得焊缝结构的永久记录。射线穿过焊缝材料后达到敏感胶片， 产生不同反差的负片，在射线穿过气泡、夹渣或裂纹时，在这些密 度小的区域透过得很多，在胶片上造成黑色区。
金属疲劳破坏机理及断口分析PPT课件
▪ （1）断口的微观形貌
▪ 解理断裂是在拉伸应力作用下引起的一种脆 性穿晶断裂，通常总是沿着一定的结晶面分 离，这种晶面称为解理面。
▪ 解理面----一般都是低指数面，表面能低， 理论断裂强度最低。
.
29
▪ 用透射、扫描电子显微镜观察每一个小平面，发现 小平面并不是一个单一的解理面，而是由一组平行 的解理面所组成。两个平行解理面之间相差一定高 度，交接处形成台阶。从垂直断面方向观察可见， 台阶汇合形成一种类似河流的花样，称为“河流花 样”。河流花样本身就是台阶存在的标志。
在零件或试样的局部区域造成应力集中，这些区域 便是疲劳裂纹核心产生的策源地。 ▪ 疲劳裂纹产生后，在交变应力作用下继续扩展长大。 常常留下一条条的同心弧线，叫做前沿线（疲劳 线），这些弧线形成了象“贝壳”一样的花样，也 称为贝纹区。断口表面因反复挤压、摩擦，有时光 亮得象细瓷断口一样。 ▪ （2）最后断裂区 ▪ 疲劳裂纹不断扩展，使得零件或试样有效断面逐渐 减少，应力不断增加，当应力超过材料的断裂强度 时，则发生断裂，形成最后断裂区。 ▪ 对于塑性材料，断口为纤维状，呈暗灰色。 ▪ 对于脆性材料则是结晶状。
图31 三种应力状态下形成显 微空洞及断口韧窝形态示意图
图（c）由拉应力引起的撕裂，也 可以造成拉长的抛物线韧窝，其抛 物线的方向都指向裂纹的起源处。
.
28
▪ 2、脆性解理断裂的微观机制
第八章钢结构的脆性断裂和疲劳(共15张PPT)
括塑性变形的发展受到更大的限制。尤其是三条焊缝 在空间相互垂直时。 焊缝连接使结构形成连续整体，没有止裂的构造措施， 则可能一裂到底。 对选材在防止脆性破坏中的重要性认识不足。
结构的脆性破坏经常在气温较低的情况下发生。处在 低温的结构要选择高韧性的材质来避免脆性破坏发生。
但是，如果处理不当，即便选用了高韧性材质，结构也 可能发生脆性破坏。
第八章钢结构的脆性断裂和疲 劳
第一页，共15页。
③应力腐蚀断裂：在腐蚀性环境中承受静力或准静力荷 载作用的结构，在远低于屈服极限的应力状态下发 生的断裂破坏称为应力腐蚀断裂。它是腐蚀和非过 载断裂的综合结果。一般认为，强度越高则对应力 腐蚀断裂越敏感。
④疲劳断裂与腐蚀疲劳断裂：在交变荷载作用下，裂纹的 失稳扩展导致的断裂破坏称为疲劳断裂。疲劳断裂有高 周和低周之分。循环周数在105以上者称为高周疲劳， 属于钢结构中常见的情况。低周疲劳断裂前的周数只 有几百或几十次，每次都有较大的非弹性应变。典型 的低周疲劳破坏产生于强烈地震作用下。环境介质导 致或加速疲劳裂纹的萌生和扩展称为腐蚀疲劳。
构件中的残余应力；
提倡规范文明施工：不在构件上随意起弧和砸击以避免 构件表面的意外损伤。 正确使用：为防止脆断，在使用过程中严禁在结构上随
意加焊零部件以免导致机械损伤；除了严禁设备超载
外，亦不得在结构上随意悬挂重物；严格控制设备的运
结构的脆性破坏经常在气温较低的情况下发生。处在 低温的结构要选择高韧性的材质来避免脆性破坏发生。
但是，如果处理不当，即便选用了高韧性材质，结构也 可能发生脆性破坏。
第八章钢结构的脆性断裂和疲 劳
第一页，共15页。
③应力腐蚀断裂：在腐蚀性环境中承受静力或准静力荷 载作用的结构，在远低于屈服极限的应力状态下发 生的断裂破坏称为应力腐蚀断裂。它是腐蚀和非过 载断裂的综合结果。一般认为，强度越高则对应力 腐蚀断裂越敏感。
④疲劳断裂与腐蚀疲劳断裂：在交变荷载作用下，裂纹的 失稳扩展导致的断裂破坏称为疲劳断裂。疲劳断裂有高 周和低周之分。循环周数在105以上者称为高周疲劳， 属于钢结构中常见的情况。低周疲劳断裂前的周数只 有几百或几十次，每次都有较大的非弹性应变。典型 的低周疲劳破坏产生于强烈地震作用下。环境介质导 致或加速疲劳裂纹的萌生和扩展称为腐蚀疲劳。
构件中的残余应力；
提倡规范文明施工：不在构件上随意起弧和砸击以避免 构件表面的意外损伤。 正确使用：为防止脆断，在使用过程中严禁在结构上随
意加焊零部件以免导致机械损伤；除了严禁设备超载
外，亦不得在结构上随意悬挂重物；严格控制设备的运
机械设计之机械零件的疲劳强度PPT(31张)
3.4 许用疲劳极限应力图
3.4.1 稳定变应力和非稳定变应力
稳定变应力， a 、 m周期不 随时间变化（单向，复合）
非稳定变应力， a 、 m周期随 时间变化 （周期性，随机性）
3.4.2 许用疲劳极限应力图
3.4.3 工作应力增长规律
1. 循环特性等于常数 如：轴的弯曲应力
Ｏ
循环特性相同的变应力都在同一射线上
平均应力安 全系数：
Sm
m m
应力幅安全 系数：
Sa
a
a
（1） 图解法：
（a）工作点为C点时
最大应力安全系数： S 'm m a a x x'm m a 'aO O G H G H C C 'O O C C '
应力幅安全系数：
Sa
3.1 疲劳断裂的特征
在交变应力作用下零件
主要失效形式之一为疲劳断
轴
裂。
发生过程：
交变 应力
表面小 裂纹
应力 集中
裂纹 扩展
宏观疲 劳纹
初始裂纹
疲劳区 (光滑) 粗糙区
局部 b
断裂
反复 作用
表3.1
3.2 疲劳曲线和疲劳极限应力图
3.2.1 疲劳极限
在一定的循环特性r下，变应力循环N次后，不发
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