疲劳强度
疲劳强度名词解释
疲劳强度名词解释
疲劳强度是指材料在反复加载下承受的应力值，使其发生疲劳破
坏的能力。
在工程实践中，很多物体会在实际应用中承受很多次反复
加载，如果其材料具有提高疲劳强度的特性，那么这样的物体可以更
加耐用，不易出现疲劳破坏。
具体来说，疲劳强度是通过一系列试验得出的，试验条件需要完
全符合实际应用场景。
在疲劳试验中，一般会采用不同应力水平下的
不同应变数进行试验，根据试验数据绘制S-N曲线，即应力-循环次数
曲线。
从曲线上可以得出不同应力水平下承受一定循环次数的应力值，这就是疲劳强度。
一般情况下，疲劳强度越高，材料承受疲劳破坏的
能力就越强。
疲劳强度的高低涉及到材料的许多因素，其中最重要的因素是材
料的强度、组织结构、显微组织和表面质量等。
一般来说，高强度材
料在疲劳试验中往往表现得比较明显，但是这并不是说只有高强度的
材料才能表现出高疲劳强度。
事实上，材料的组织结构和显微组织对
疲劳强度也有很大的影响，特别是对于低应力下的疲劳特性。
一般来说，细小、均匀的晶粒组织和优良的表面质量是提高疲劳强度的关键
因素之一。
疲劳强度还可以通过一些改进措施来提高。
例如，热处理、表面
处理等手段都可以改变材料的组织结构和性质，从而提高其疲劳强度。
另外，合理的设计和制造也可以提高疲劳强度，例如在零件设计中采
用倒角、圆弧等工艺措施可以避免应力集中，从而提高疲劳强度。
总之，疲劳强度对于很多工程材料来说都是一个重要的性能指标。
了解疲劳强度的意义和影响因素，可以帮助人们更好地理解材料的特
性和性能，提高材料的应用效能。
《材料力学》第十章 疲劳强度的概念
试件分为若干组，最大应力值由高到底，以电动 机带动试样旋转，让每组试件经历对称循环的交变应 力，直至断裂破坏。
记录每根试件中的最大应力（名义应力，即疲 劳强度）及发生破坏时的应力循环次数（又称疲劳 寿命），即可得S —N应力寿命曲线。
max
m ax,1 m ax,2
O
应力—寿命曲线，也称S—N曲线。
应力循环：应力每重复变化一次，称为一个应力循环。 完成一个应力循环所需的时间T ，称为一个周期。
o
t
max
o
min
：最大应力
max
：最小应力
min
a
a m
t
：平均应力
m
：应力幅值
a
max
m in
a
a m
循环特征：r min max
o
m
1 2
max
min
t
a
1 2
max
min
max
[ 1]
0 1
nf
其中： max 是构件危险点的最大工作应力；
nf 是疲劳安全系数。
或表示成：n
0
1
max
1 K max
同理，对扭转交变应力有：n
k
1 k
1 n f
max
max
nf
10.4 提高构件疲劳强度的措施
疲劳裂纹主要形成于构件表面和应力集中部位，故提高 构件疲劳极限的措施有：
表面加工质量愈低， 愈小， r 降低愈多。 一 般 1，但可通过对构件表面作强化处理而得到大于1 的 值。
综合上述三种因素，对称循环下构件的疲劳极限为：
0
1
K
1
或
0
金属材料疲劳强度
金属材料疲劳强度引言：金属材料在使用过程中经常会受到变形和应力的作用，长期使用后容易出现疲劳现象。
疲劳强度是评估材料在疲劳加载下的抗疲劳性能的重要指标。
本文将介绍金属材料疲劳强度的概念、影响因素以及测试方法。
一、疲劳强度的概念疲劳强度是指材料在循环加载下承受的最大应力，也称为疲劳极限。
其单位为MPa或N/mm²。
疲劳强度是金属材料的重要性能指标之一，对材料的使用寿命和可靠性有着重要影响。
二、影响因素1. 材料的组织结构：晶体结构的排列方式、晶粒大小和晶界的形态对疲劳强度有着显著影响。
晶粒越细小，晶界越强固，材料的疲劳强度越高。
2. 表面质量：表面缺陷如裂纹、划痕等会成为疲劳起始点，导致疲劳破坏的发生。
因此，良好的表面质量有助于提高疲劳强度。
3. 加工硬化：金属材料经过加工后，晶粒会细化，晶界也会变得更加强固，因此加工硬化能够提高材料的疲劳强度。
4. 温度：温度对金属材料的疲劳强度有一定影响。
一般情况下，随着温度的升高，材料的疲劳强度会降低。
5. 应力水平：应力水平是指材料在循环加载下所受到的应力大小。
较低的应力水平可以提高材料的疲劳强度。
三、测试方法1. S-N曲线法：该方法是目前应用最广泛的疲劳试验方法之一。
实验中通过不同应力水平下的循环加载，记录下材料的疲劳寿命，然后绘制S-N曲线，得出疲劳强度。
2. 破坏断口分析法：该方法通过观察材料的疲劳破坏断口来判断疲劳强度。
根据断口的形貌、特征来分析疲劳破坏的机制和强度。
3. 微观结构分析法：该方法通过显微镜、扫描电镜等工具对材料的微观结构进行观察和分析，进而推断疲劳强度。
结论：金属材料的疲劳强度是评估材料抗疲劳性能的重要指标。
疲劳强度受到多种因素的影响，如材料的组织结构、表面质量、加工硬化、温度和应力水平等。
为了准确评估材料的疲劳强度，可以采用S-N 曲线法、破坏断口分析法和微观结构分析法等测试方法。
通过研究和提高材料的疲劳强度，可以延长材料的使用寿命，提高产品的可靠性。
疲劳强度计算公式
疲劳强度计算公式疲劳是指在长时间的体力或脑力工作后，人体出现的生理和心理疲劳状态。
疲劳会导致身体的机能下降，影响工作和生活质量。
为了评估疲劳的程度，科学家们提出了疲劳强度计算公式。
疲劳强度计算公式是根据人体的生理反应和心理感受来评估疲劳程度的一种量化方法。
根据公式计算出的数值越大，表示疲劳程度越高。
疲劳强度计算公式的具体表达式如下：疲劳强度 = 工作负荷× 工作时间× 工作强度 / 休息时间其中，工作负荷指的是工作任务的难度和复杂程度，一般用单位时间内完成的工作量来表示；工作时间是指进行工作的持续时间；工作强度是指工作过程中消耗的体力和脑力；休息时间是指工作过程中的休息时间。
通过这个公式，我们可以计算出一个人在特定工作条件下的疲劳强度。
在实际应用中，我们可以根据这个数值来评估工作的疲劳程度，从而采取相应的措施来减轻疲劳对工作和生活的影响。
为了更好地理解疲劳强度计算公式的应用，我们可以通过一个实例来说明。
假设小明每天工作8个小时，工作负荷为每小时完成10个任务，工作强度为中等，休息时间为每小时休息10分钟。
那么，根据疲劳强度计算公式，我们可以计算出小明的疲劳强度为：疲劳强度= 10 × 8 × 2 / (8 × 10 / 60) = 2.4这个数值表示小明在这种工作条件下的疲劳程度较高。
为了减轻疲劳对小明的影响，他可以适当调整工作强度或增加休息时间，从而降低疲劳强度。
疲劳强度计算公式是一个较为简单的评估疲劳程度的方法，但是在实际应用中还需要考虑其他因素的影响。
例如，个体的体力和心理素质、工作环境的舒适度等都会对疲劳程度产生影响。
因此，在使用疲劳强度计算公式时，需要综合考虑这些因素，才能得出更准确的评估结果。
疲劳强度计算公式是一种用来评估疲劳程度的量化方法。
通过这个公式，我们可以计算出一个人在特定工作条件下的疲劳强度，从而采取相应的措施来减轻疲劳对工作和生活的影响。
疲劳强度资料
疲劳强度
疲劳强度是指材料在受到交变应力作用下所能承受的最大应力水平，是材料抗
疲劳性能的一个重要指标。
在工程实践中，疲劳强度的评定对于保证结构的可靠性和安全性至关重要。
疲劳的危害
疲劳是一种特殊的损伤形式，其分裂起点往往位于材料的内部缺陷或表面微小
裂纹的周围。
当材料受到交变应力作用时，这些缺陷和裂纹会逐渐扩展，导致材料的逐渐衰减和最终破坏。
这种疲劳损伤通常是隐蔽的、逐渐的，却又具有极其危险的特点。
影响疲劳强度的因素
疲劳强度受多种因素影响，其中最主要的包括材料的性能、应力水平、循环次数、环境条件等。
不同材料的疲劳强度差异很大，通常需要通过实验和试验来确定具体数值。
另外，应力水平和循环次数也是影响疲劳强度的重要因素，较高的应力水平和更多的循环次数会显著降低材料的疲劳寿命。
提高疲劳强度的方法
为了提高材料的疲劳强度，可以采取一系列措施。
首先是改善材料的内在质量，减少表面缺陷和微裂纹的存在，以增加材料的抗疲劳性能。
其次是通过热处理、表面强化等工艺手段来改善材料的性能，提高疲劳强度。
此外，设计合理的结构和避免应力集中也是提高疲劳强度的有效途径。
结语
疲劳强度作为材料性能的重要指标之一，对于保证结构的安全性具有重要意义。
正确评定疲劳强度，合理设计结构，提高材料性能，可以有效延长材料的使用寿命，保证结构的可靠性和安全性。
材料的疲劳名词解释
材料的疲劳名词解释材料的疲劳是一个在材料科学和工程中广泛研究的现象。
它指的是当材料在受到持续或重复的载荷作用下，会逐渐失去其强度和耐久性，导致结构或部件的破坏。
疲劳强度和寿命是评估材料耐久性的关键参数，对于许多工程应用来说至关重要。
1. 疲劳裂纹疲劳破坏的关键特征是疲劳裂纹，它是材料中由于应力作用下的微裂纹扩展所致的一种裂纹。
疲劳裂纹通常在外部无法察觉到的微小缺陷处形成并逐渐扩展，最终导致材料破坏。
疲劳裂纹的形成和扩展是疲劳破坏的主要机制之一。
2. 疲劳寿命疲劳寿命是指材料在特定应力水平下能够承受多少个载荷循环，直到发生破坏的次数。
疲劳寿命取决于材料的性质、应力水平、载荷类型以及环境条件等因素。
通过研究疲劳寿命，可以评估材料的耐久性，并设计出更耐久的材料或结构。
3. 应力幅应力幅是指材料在疲劳循环中的应力变化范围。
应力幅越大，材料的疲劳寿命通常越短。
应力幅的大小对于设计和使用材料时至关重要，过大的应力幅会导致材料失效的风险增加。
4. 疲劳强度疲劳强度是指材料在特定应力幅条件下能够承受的循环载荷次数，直到产生疲劳破坏。
疲劳强度是一个重要的材料特性，可以通过实验测试和理论分析来确定。
5. 疲劳寿命预测疲劳寿命预测是指通过实验测试、数值模拟和统计方法等手段，预测材料在特定应力水平下的疲劳寿命。
疲劳寿命预测的准确性对于工程设计和结构安全至关重要，可以帮助延长材料和结构的使用寿命。
6. 疲劳强化疲劳强化是指通过特殊的处理方法，在不改变材料物理性质的前提下提高材料的疲劳寿命和疲劳强度。
常见的疲劳强化方法包括热处理、表面处理和应力处理等，通过这些方法可以改善材料的耐久性。
7. 循环载荷循环载荷是指材料在疲劳试验中受到的重复加载和卸载作用，以模拟实际工况下的循环荷载。
循环载荷的研究可以帮助了解材料在实际使用过程中的行为，提高结构的设计安全性。
总结：材料的疲劳是一个重要的材料学和工程学领域的研究课题。
通过研究疲劳裂纹、疲劳寿命、应力幅、疲劳强度、疲劳寿命预测、疲劳强化和循环载荷等相关参数和现象，可以深入理解材料疲劳行为，并为设计和改进工程结构提供更可靠、更耐久的材料。
疲劳强度的计算范文
疲劳强度的计算范文疲劳强度是指人体在长时间及高强度工作后所产生的疲劳程度大小。
疲劳强度的计算可以通过多种方法，下面将详细介绍其中的几种常见的计算方法。
1.负荷强度法负荷强度法是通过计算工作的负荷强度来评估疲劳强度。
工作负荷强度可以通过计算工作量与工作时间的比值来获得。
例如，一个工人在8小时工作时间内完成了10个任务，那么他的工作负荷强度为10/8=1.25、负荷强度越高，表示工作负荷越大，疲劳强度也越高。
2.心率变异性法心率变异性法是通过检测心率变化来评估疲劳强度。
正常情况下，心率的变异性较大，而在疲劳状态下，心率的变异性较小。
可以使用心率变异性分析仪来检测心率变化，并根据分析结果来评估疲劳强度。
3.功率频谱法功率频谱法是通过分析工作时人体肌肉的电信号来评估疲劳强度。
该方法可以通过肌电图仪或其他相关设备来记录肌肉的电信号，并通过分析电信号的频率和幅度来评估疲劳强度。
在疲劳状态下，肌肉电信号的频率会降低，幅度会增加。
4.主观评估法需要注意的是，以上所述的计算方法都有一定的局限性。
负荷强度法和主观评估法可能受到个体主观感受的影响，结果不够客观。
心率变异性法和功率频谱法需要使用专业设备，对于一般人群来说可能不太方便。
因此，在实际应用中，可以根据实际情况结合多种方法进行评估，以获得更准确的疲劳强度结果。
除了以上的计算方法，还有许多其他的疲劳强度计算方法，例如氧气摄取率法、二氧化碳产生率法等。
这些方法通常需要使用专业的设备和技术，适用于科研实验或专业机构使用。
在实际工作中，可以根据具体情况选择合适的疲劳强度计算方法，并结合工作环境、工作负荷、个体身体状况等因素进行综合评估。
疲劳强度 屈服强度
疲劳强度屈服强度疲劳强度和屈服强度是材料力学中两个重要的概念。
疲劳强度指的是材料在循环加载下所能承受的最大应力，而屈服强度则是指材料在静态加载下的最大应力。
本文将详细探讨这两个概念的定义、影响因素以及其在工程中的应用。
疲劳强度是指材料在循环加载下出现疲劳破坏的能力。
疲劳破坏是指材料在连续循环加载下，由于应力集中、微裂纹扩展等原因，最终导致材料失效的现象。
疲劳强度的大小取决于材料的性质、加载方式、加载频率等因素。
材料的疲劳强度可以通过疲劳试验来确定，常用的试验方法包括振动试验、拉伸-压缩试验等。
屈服强度是指材料在静态加载下发生塑性变形的最大应力。
屈服强度是材料的重要力学性能参数，用来评估材料的强度和可塑性。
材料的屈服强度可以通过拉压试验来确定，常用的试验方法包括拉伸试验、压缩试验等。
屈服强度的大小取决于材料的组织结构、晶粒大小、材料的处理状态等因素。
疲劳强度和屈服强度的大小一般是不相等的。
对于大多数材料来说，疲劳强度要低于屈服强度。
这是因为在循环加载下，材料容易产生微裂纹、应力集中等缺陷，从而导致疲劳破坏。
而在静态加载下，材料的应力分布相对均匀，缺陷对材料的影响较小，因此屈服强度一般要高于疲劳强度。
疲劳强度和屈服强度受多种因素的影响。
首先是材料本身的性质。
不同材料的疲劳强度和屈服强度差异很大。
一般来说，强度高、韧性好的材料具有较高的疲劳强度和屈服强度。
其次是加载方式和频率。
疲劳强度和屈服强度随着加载方式的不同而有所差异。
对于疲劳强度来说，循环加载下的振动载荷往往比静态加载下的单向载荷更容易引起疲劳破坏。
而对于屈服强度来说，加载速率较快时，材料的屈服强度往往较低。
最后是温度和环境因素。
高温环境下，材料的疲劳强度和屈服强度往往会降低。
疲劳强度和屈服强度在工程中具有重要的应用价值。
在设计和制造中，合理选择材料的疲劳强度和屈服强度是确保产品寿命和安全性的关键。
在结构设计中，需要对材料的疲劳强度进行评估，以确定结构在实际使用条件下的疲劳寿命。
知识点动荷载及疲劳强度
知识点动荷载及疲劳强度动荷载是指结构在运行过程中由于外部作用力引起的变化荷载。
疲劳强度是指结构在受到周期性加载后发生疲劳破坏的能力。
动荷载和疲劳强度是结构工程中非常重要的两个概念，对于结构的设计和运行具有重要意义。
动荷载的特点是荷载大小和方向在时间上的变化。
结构在运行过程中，会受到各种荷载的作用，如车辆行驶在桥梁上、风压、地震等。
这些荷载的大小和方向会随着时间发生变化，因此需要考虑结构在动荷载作用下的响应。
动荷载的研究主要包括确定荷载的大小、作用方向以及作用时间和频率等。
疲劳强度是指结构在受到周期性加载后发生疲劳破坏的能力。
当结构受到周期性加载时，由于材料的应力和应变会发生变化，导致结构的应力集中，进而引发疲劳破坏。
疲劳强度是评估结构疲劳寿命的指标，通常用疲劳极限、疲劳寿命和疲劳防护系数来描述。
在结构设计中，动荷载和疲劳强度是必须考虑的因素。
对于动荷载，通常采用静态荷载与动态荷载的组合进行设计，以保证结构在不同荷载作用下的安全性和稳定性。
对于疲劳强度，需要对结构进行疲劳寿命分析和疲劳强度计算，以确定结构的设计寿命和疲劳极限。
在进行动荷载和疲劳强度的计算和分析时，需要考虑材料的疲劳性能和结构的几何形状等因素。
对于材料的疲劳性能，通常采用疲劳试验来确定材料的疲劳极限和寿命。
对于结构的几何形状，需要考虑结构的应力集中和应力分布情况，以确定结构在不同位置的疲劳强度。
在实际工程中，动荷载和疲劳强度的计算和分析是非常复杂的。
其中包括结构的动力响应分析、疲劳寿命预测和疲劳强度校核等。
为了保证结构的安全性和可靠性，需要采用合适的方法和工具进行动荷载和疲劳强度的计算和分析。
总之，动荷载和疲劳强度是结构工程中非常重要的概念，对于结构的设计和运行具有重要意义。
在进行动荷载和疲劳强度的计算和分析时，需要考虑材料的疲劳性能和结构的几何形状等因素。
通过合理的设计和计算，可以保证结构在动荷载作用下具有足够的安全性和稳定性。
疲劳强度名词解释
疲劳强度名词解释疲劳强度是指在一定时间内进行重复劳动或长时间劳动后，人体所感受到的疲劳程度的大小。
它是衡量劳动强度和劳动负荷的重要指标之一。
疲劳强度的大小与多种因素相关，包括劳动方式、强度、持续时间、休息时间等。
在工业生产中，疲劳强度的测量通常使用人体生理指标来进行评估，如心率、呼吸频率、血压等。
疲劳强度对人体健康和工作效率都有重要影响。
长时间、高强度的劳动容易导致人体疲劳，进而影响工作者的工作能力和生活质量。
而适当的休息和调整劳动强度可以有效减轻疲劳强度，提高工作效率。
疲劳强度的评估常采用定量与定性相结合的方法。
定量评估一般通过测量人体的生理指标，如心率、血压等变化来进行。
定性评估则根据工作者自身对疲劳强度的感受和表述来进行，如疲劳程度的描述、工作时的困倦感等。
一般认为，疲劳强度分为生理性疲劳和心理性疲劳两种。
生理性疲劳主要指由于身体机能长时间紧张工作而导致的疲劳，如长时间站立、行走和重复劳动等。
心理性疲劳主要指由于持续的精神压力和情绪消耗而导致的疲劳，如高强度的脑力劳动和长时间的情绪紧张等。
为了有效控制疲劳强度和降低工作者的疲劳程度，需要采取一些措施。
首先，对于生理性疲劳，应适当减轻工作者的劳动强度，缩短工作时间，增加休息时间。
此外，提供良好的工作环境和工具，改进工作流程，减少重复劳动，提高工作效率。
对于心理性疲劳，应关注工作者的心理健康，提供心理支持和培训，合理安排工作任务和休息时间，增加员工的参与感和满意度。
总之，疲劳强度是衡量劳动强度和劳动负荷的重要指标，对人体健康和工作效率都有重要影响。
合理控制疲劳强度，采取适当的措施减轻工作者的疲劳程度，对于保障劳动者的身体健康和提高工作效率具有重要作用。
疲劳强度单位
疲劳强度单位疲劳强度是用来描述人体在长时间或高强度工作后所产生的疲劳程度的一个指标。
它是评估人体疲劳程度的重要参数，对于工作安排和健康管理具有重要意义。
疲劳强度单位可以用来衡量人体在工作中所承受的负荷大小，进而评估工作对人体的影响程度。
疲劳强度单位通常是根据人体在工作过程中所消耗的能量和耗损的物质来进行评估的。
疲劳强度单位的计算需要考虑到多个因素，包括工作强度、工作时间、工作环境、个体差异等。
在工作过程中，人体需要消耗能量来完成各种工作任务，而这些能量的消耗将影响到人体的疲劳程度。
因此，疲劳强度单位的计算可以通过测量工作过程中人体所消耗的能量来进行。
疲劳强度单位的计算可以采用不同的方法。
一种常用的方法是通过测量人体在工作过程中的心率来评估疲劳程度。
心率是人体在不同强度的工作下所表现出来的生理反应之一，通过测量心率的变化可以判断人体在工作过程中的疲劳程度。
另一种常用的方法是通过测量人体在工作过程中的血乳酸浓度来评估疲劳程度。
血乳酸是人体在高强度工作下所产生的一种代谢产物，通过测量血乳酸的浓度可以判断人体在工作过程中的疲劳程度。
疲劳强度单位的计算不仅可以用于评估工作对人体的影响程度，还可以用于制定合理的工作安排和健康管理措施。
通过评估疲劳强度单位，可以确定工作的合理强度和时间，避免过度劳累和疲劳积累，保护工作者的身体健康。
此外，疲劳强度单位的计算还可以用于评估不同工作环境下的疲劳程度，为改善工作环境提供科学依据。
疲劳强度单位的计算是一个复杂而综合的过程，需要考虑多个因素的影响。
在实际应用中，可以根据具体情况选择合适的计算方法和指标，以达到准确评估疲劳程度的目的。
此外，还需要注意，疲劳强度单位的计算只是一种评估工作对人体的影响程度的手段，不能完全代表个体的感受和反应。
因此，在进行工作安排和健康管理时，还应考虑到个体差异和主观感受，以确保工作的安全和健康。
疲劳强度单位是评估人体疲劳程度的重要指标，对于工作安排和健康管理具有重要意义。
疲劳强度
疲劳强度开放分类：金属材料、力学性能、疲劳强度疲劳强度是指金属材料在无限多次交变载荷作用下而不破坏的最大应力称为疲劳强度或疲劳极限。
实际上，金属材料并不可能作无限多次交变载荷试验。
一般试验时规定，钢在经受10ˇ7次、非铁（有色）金属材料经受10ˇ8次交变载荷作用时不产生断裂时的最大应力称为疲劳强度。
当施加的交变应力是对称循环应力时，所得的疲劳强度用σ–1表示。
许多机械零件，如轴、齿轮、轴承、叶片、弹簧等，在工作过程中各点的应力随时间作周期性的变化，这种随时间作周期性变化的应力称为交变应力（也称循环应力）。
在交变应力的作用下，虽然零件所承受的应力低于材料的屈服点，但经过较长时间的工作后产生裂纹或突然发生完全断裂的现象称为金属的疲劳。
疲劳破坏是机械零件失效的主要原因之一。
据统计，在机械零件失效中大约有80%以上属于疲劳破坏，而且疲劳破坏前没有明显的变形，所以疲劳破坏经常造成重大事故，所以对于轴、齿轮、轴承、叶片、弹簧等承受交变载荷的零件要选择疲劳强度较好的材料来制造。
15.4 疲劳强度计算15.4.1 对称循环下构件的疲劳强度条件将15.3中所述的各种影响因素综合起来，得到构件的疲劳极限，用表示。
即（15-10）式（15-10）中，是材料的疲劳极限。
构件的疲劳极限是构件在交变应力下的承载能力，为安全起见，选取适当的许用疲劳安全系数（），得到许用应力（15-11）这样，可建立疲劳强度条件如下（15-12）式(15-12)中，是对称循环交变应力的最大应力值。
为计算方便起见，将式(15-12)表示为安全系数形式，即（15-13a）式（15-13a）中，为工作安全系数，仍为广义应力。
对于交变正应力，式（15-13a）写成（15-13b）对于交变切应力，式（15-13a）写成（15-13c）15.4.2 非对称循环下构件的疲劳强度条件非对称循环下材料的疲劳极限也由疲劳试验测定，根据材料在各种应力循环特征下的疲劳极限，可得到材料的疲劳极限曲线。
疲劳强度与静强度的关系_解释说明以及概述
疲劳强度与静强度的关系解释说明以及概述1. 引言1.1 概述本文主要研究疲劳强度与静强度之间的关系。
疲劳强度指材料在周期性应力作用下能承受的最大应力水平，静强度则表示材料在持续稳定外力作用下能承受的最大应力水平。
这两种强度参数在材料性能评估和使用过程中具有重要意义。
笔者将分别对疲劳强度和静强度进行概念解释和特点介绍，并比较分析材料在疲劳载荷和静态载荷作用下的不同响应。
同时，还将探讨疲劳寿命与静态抗压强度之间的关系以及其他影响疲劳寿命的因素。
此外，本文还会介绍一个可行性研究并提供相关实验结果分析。
通过实验设计和方法论介绍，我们将展示实验数据采集与分析结果，并从中得出结论。
最后，在文章结尾部分，我们会总结研究内容及发现，并对未来研究方向进行展望和建议。
1.2 文章结构文章包括五个主要部分：引言、疲劳强度与静强度的概念解释、疲劳与静态应力下材料断裂行为的比较分析、可行性研究及相关实验结果分析以及结论。
每个部分将详细探讨相关内容，以全面阐述疲劳强度与静强度的关系以及其他相关问题。
1.3 目的本文旨在深入探讨疲劳强度和静强度之间的联系，通过比较分析疲劳载荷和静态载荷下材料响应的差异，进一步了解材料在不同载荷作用下的性能表现。
此外，通过可行性研究和实验结果分析，我们也希望为未来的相关研究提供一定的参考，并为工程实践提供一些有益建议。
2. 疲劳强度与静强度的概念解释：2.1 疲劳强度的定义和特点：疲劳强度是指材料在连续或重复加载下，经历一定次数的循环应力后发生破坏的能力。
它表示了材料在长时间内遭受动态或交变加载时的耐久性。
疲劳强度是通过施加循环载荷来测量材料的抗疲劳性能。
与静态强度不同，疲劳强度考虑了时间因素和动态载荷对材料损伤造成的影响。
疲劳强度具有以下几个特点：- 疲劳寿命：材料在一定幅值和频率条件下可承受多少程度的循环载荷而不发生失效。
- 循环应力幅值：材料在疲劳过程中受到最大应力和最小应力之间变化幅度。
疲劳强度 屈服强度
疲劳强度屈服强度疲劳强度和屈服强度是材料力学中的两个重要概念，它们对于材料的使用和设计具有重要意义。
本文将从疲劳强度和屈服强度的定义、测试方法以及应用等方面进行详细介绍。
一、疲劳强度疲劳强度是指材料在交变载荷作用下能够承受的最大应力水平，即在循环载荷下材料的抗疲劳性能。
疲劳强度的测试通常采用疲劳试验机进行，通过施加交变载荷并记录试件的应力和应变曲线，以确定材料的疲劳性能。
疲劳强度的大小与材料的组织结构、化学成分、加工工艺等因素密切相关。
一般来说，金属材料的疲劳强度与屈服强度有一定的关系，但并不完全相同。
疲劳强度常用疲劳极限来表示，即材料能够承受的最大循环应力水平。
疲劳强度在工程实践中具有重要意义。
许多工程结构在使用过程中都会受到交变载荷的作用，如果材料的疲劳强度不足，就会引起疲劳破坏，从而导致结构的失效。
因此，在工程设计中需要充分考虑材料的疲劳强度，选择合适的材料以确保结构的安全可靠。
二、屈服强度屈服强度是指材料在拉伸试验中发生塑性变形时所承受的最大应力，即材料开始产生塑性变形的临界点。
屈服强度的测试一般采用拉伸试验机进行，通过施加逐渐增大的拉伸载荷，记录应力和应变曲线，以确定材料的屈服强度。
屈服强度是材料的重要力学性能指标，也是材料设计和选择的重要依据之一。
屈服强度的大小与材料的组织结构、化学成分、温度等因素密切相关。
一般来说，金属材料的屈服强度与其疲劳强度有一定的相关性，但也存在一些差异。
在工程设计中，屈服强度常用来确定材料的安全工作区域，以避免超过材料的屈服强度而引发塑性变形或破坏。
合理选择材料的屈服强度，可以保证结构在正常工作状态下具有足够的强度和刚度。
三、疲劳强度与屈服强度的关系疲劳强度和屈服强度在一定程度上存在相关性，但也具有一定的差异。
一般来说，疲劳强度往往低于屈服强度，因为在交变载荷作用下，材料容易发生疲劳破坏。
此外，材料的疲劳寿命也与应力幅、载荷频率等因素有关。
疲劳强度和屈服强度的差异主要表现在材料的变形行为上。
疲劳强度计算
疲劳强度计算疲劳是现代社会中常见的一个问题，无论是在工作中还是在生活中，我们都可能面临着不同程度的疲劳。
疲劳严重地影响了我们的身心健康，降低了我们的工作效率。
因此，了解和计算疲劳强度是非常重要的。
首先，让我们来了解一下什么是疲劳强度。
疲劳强度是指在一定时间内对身体或大脑造成的疲劳程度。
它可以通过心理和生理两个层面来衡量。
在心理层面，疲劳强度可以通过调查问卷来获得。
调查问卷通常包括一系列与疲劳有关的问题，例如睡眠质量、精神状态、注意力集中等。
通过分析问卷结果，可以得出一个较为客观的心理疲劳指数，进而计算疲劳强度。
在生理层面，疲劳强度可以通过生物传感器或设备来测量。
这些设备可以监测心率、皮肤电阻、眼动、脑电波等多个生理参数，从而得出一个准确的生理疲劳指数。
这些指数可以反映出身体在工作或活动过程中所承受的压力和疲劳程度。
了解了疲劳强度的含义和测量方法后，我们还需要进一步了解如何减轻和预防疲劳。
首先，合理安排工作和休息时间非常重要。
过度工作会导致心理和生理疲劳的累积，因此我们需要适时地休息，避免长时间连续工作。
其次，保持良好的睡眠质量也是减轻疲劳的关键。
规律的睡眠时间和舒适的睡眠环境有助于恢复身体和大脑的能量。
此外，积极锻炼和参与放松活动也是缓解疲劳的有效方法。
运动可以增加身体的耐力和抵抗力，而放松活动如按摩、冥想等则有助于放松身心，减轻压力并改善疲劳感。
总结一下，了解和计算疲劳强度对于我们管理疲劳，提高生活质量和工作效率非常重要。
我们可以通过心理和生理层面的测量方法得到疲劳强度的指数，进而采取合适的措施来减轻和预防疲劳。
合理安排工作和休息时间，保持良好的睡眠质量，积极参与运动和放松活动，都是预防疲劳的有效方法。
希望这些信息对您在日常生活中管理疲劳有所帮助。
疲劳强度的概念
疲劳强度的概念疲劳是一种身体和精神上的状态，伴随着疲劳的消失而消失。
在身体上，疲劳感受比较强烈，可能会影响你的睡眠，饮食，情绪和情绪状态。
在精神上，疲劳也可能影响你的思维，处理信息，决策和记忆，引起头痛，注意力不集中，焦虑，厌倦和抑郁。
疲劳强度是指疲劳程度的大小。
随着运动结束，体力活动的量可能减少，但疲劳的强度可以通过基于身体的能力来评估。
疲劳强度的测量有助于阐明疲劳的强度如何影响行为，以及如何建立适宜的康复程序和训练程序。
疲劳强度的衡量经历了诸多变迁。
传统的疲劳强度模型包括心灵疲劳指数模型，种族累加模型和耐力训练偏好模型。
这些模型侧重于定量疲劳强度，并根据个体运动表现来评估。
然而，近年来研究工作也强调了体能因素，并部分关注于身体和心理因素，以提供更全面的疲劳强度衡量。
例如，登山者在行程中被认为经历着基于身体的疲劳程度。
这些可以通过量化安装数据（包括步行速度和心率）和以自我报告的方式来确定。
他们的报告可以衡量他们疲劳的范围，因为他们可能在登山过程中体会到更多疲劳，甚至可能影响他们抵达山顶的能力。
此外，疲劳强度也可以用来测量生物学变化。
身体变化可以用来测量身体的疲劳程度，有助于预测以及帮助计划更有效的训练和其他活动过程。
例如，有一些研究表明，不断增加的运动量可以导致肌肉疲劳，而疲劳的程度也可以随着每次训练的频率而变化。
此外，心理变化也可以用来衡量疲劳强度。
例如，一些研究表明，运动量和强度增加也可能会导致心理疲劳，而这种心理疲劳可以通过心理声明和调查来衡量。
心理疲劳可能会影响运动表现，因此，监测疲劳强度对康复和训练计划也非常重要。
综上所述，疲劳强度是一种应用于疲劳评估和衡量的术语，它可以用来计算身体和心理的疲劳程度，以了解一个人的体能水平和精神状态。
疲劳强度的测量可以帮助我们更好地理解自身的疲劳程度，从而更好地开展康复和训练。
此外，疲劳强度的测量也有助于解释个体的运动表现，以及如何设计高效的康复计划和训练计划。
《疲劳强度及》课件
疲劳强度的分类
01
02
03
按载荷类型
分为弯曲疲劳、扭转疲劳 、拉压疲劳、复合疲劳等 。
按应力循环特性
分为高循环疲劳和低循环 疲劳。
按环境条件
分为干态疲劳和湿态疲劳 、高温疲劳和低温疲劳等 。
02
疲劳强度的影响因素
材料性质
金属材料
金属材料的疲劳强度与其内部结构、 晶粒大小、杂质含量等因素有关。一 般来说，晶粒越细小、杂质越少，金 属的疲劳强度越高。
损伤容限设计法
断裂力学设计法
通过控制裂纹扩展速率，合理选择检查和 维修周期，以实现疲劳寿命的延长。
利用断裂力学原理，分析裂纹的形成和扩 展规律，对零件或结构进行疲劳强度设计 ，提高设计的可靠性。
疲劳强度设计流程
载荷分析
分析零件或结构在工作过程中所承受 的载荷，包括静态载荷和动态载荷。
02
材料性能测试
非金属材料
对于非金属材料，如塑料、橡胶等， 其疲劳强度主要受材料本身的化学键 、分子结构、温度等因素影响。
应力水平
高应力水平
在较高的应力水平下，材料更容 易发生疲劳断裂，因为高应力使 得材料内部的裂纹扩展更快。
低应力水平
在较低的应力水平下，材料的疲 劳强度通常较高，因为低应力使 得裂纹扩展的速度减缓。
评估材料的疲劳强度和寿命。
结果分析应采用适当的统计方法 和技术，以得出可靠的结论。
以上内容仅供参考，具体内容可 以根据您的需求进行调整优化。
04
疲劳强度设计应用
疲劳强度设计原则
安全系数法
概率疲劳设计法
根据材料疲劳强度安全系数和应力集中系 数，确定零件或结构的疲劳强度安全系数 ，确保安全可靠性。
机械零件的疲劳强度
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02
LgσrN
N0
03
04
σr
σrN
m lgN0 lgN
05
N
06
lgN
07
m
08
1
lgrNlgr
❖ 2.循环基数Ｎ０ 据材料性质不同Ｎ０取值也不同。通常金属的 Ｎ０取为107，随着材料的硬度↑，Ｎ０↑。有色金属及高强度合 金钢的疲劳曲线没有无限寿命区。
❖ ３. 不同循环特性ｒ时的疲劳曲线如图所示，ｒ↑→σrN↑、 （τrＮ↑）
a(kkN)D1(k1)Dm
21 0 0
m
m
a
a
m
m
a
a
a
(k
kN1 )D
m a
Saaa(k)DkNa1amkNa1eSa
2(ks )D
C m, a
c1
c
' 1
塑性安全区
O
H
G
疲劳强度是指受到()载荷作用,而不断裂的最大应力
疲劳强度是指受到()载荷作用,而不断裂的最大应力
疲劳强度是指在材料受到交替载荷作用时，一直不断裂的最大应力的数量级。
这个概念是非常至关重要的，因为在现代工程设计中，大多数材料往往会受到持续交替的载荷作用，在这种情况下，疲劳强度就成为了一个关键的参数。
疲劳强度是根据应力与循环次数之间的关系得出的，这种关系被称为疲劳曲线。
这个曲线通常是一个S形曲线，其起点表示材料的疲劳极限，即材料在受到载荷作用之前的最大应力。
随着循环次数的增加，应力会逐渐下降，最终会趋于一个极低的水平。
这个水平就是疲劳极限以下的应力水平。
在很多情况下，疲劳强度对工程师来说是非常重要的一个参数。
因为在材料设计和选择中，疲劳强度必须得到考虑。
实际上，在某些情况下，疲劳强度可能会成为材料设计的决定性因素。
例如，如果一个材料的疲劳强度太低，在使用过程中可能会发生疲劳裂纹，这在很多情况下都是不可接受的。
为了确保材料在使用过程中能够达到应有的疲劳强度，工程师需要进行各种测试。
这些测试通常是在实验室
中进行的，包括疲劳试验和强度试验。
在这些测试中，工程师会对材料进行各种不同的载荷作用，以确定其疲劳强度和疲劳极限。
最终，工程师需要考虑各种因素来确保材料达到应有的疲劳强度。
这包括材料的选择、加工工艺的选择以及装配和使用方法的选择。
只有在这些方面都做得很好的情况下，材料才能够达到应有的疲劳强度。
总之，疲劳强度是工程师必须考虑的一个关键参数。
通过对材料进行测试和研究，以及优化设计和使用方法，工程师可以确保材料在使用过程中能够达到应有的疲劳强度，从而保证结构的安全性。
疲劳强度标准
疲劳强度标准
疲劳强度标准是指在一定的时间内，人体所能承受的工作量和疲劳程度的规定。
根据不同的工作环境和任务性质，疲劳强度标准也会有所不同。
通常情况下，疲劳强度标准分为轻度、中度和重度三个级别。
轻度疲劳强度标准指人体在进行轻度的体力或脑力劳动时，没有过度疲劳的感觉。
在这种状态下，人体的工作效率稳定，能够持续工作长时间。
中度疲劳强度标准指人体在进行中度的体力或脑力劳动时，会产生轻度疲劳感。
在这种状态下，人体需要适当的休息来缓解疲劳，以保持工作效率。
重度疲劳强度标准指人体在进行重度的体力或脑力劳动时，会产生明显的疲劳感。
在这种状态下，人体需要停止工作并休息一段时间，以恢复体力和精神状态。
疲劳强度标准的制定是为了保护劳动者的身心健康，同时提高工作效率和生产效益。
企业和组织应该根据实际情况，制定合适的疲劳强度标准，并对员工进行相关的培训和指导，以确保员工的工作质量和生产效率。
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8.2.1 材料的疲劳极限
疲劳极限(持久极限) ——试件可经无限次应力循环而不发 生疲劳破坏，交变应力最大值
疲劳极限测定方法
1.将被测材料按国家标准加工一组疲劳光滑小试件，至少7 根 （直径d=7～10mm、表面磨光）。 2.对这组试件分别在不同的σmax下施加交变应力（保持循环 特征r不变），直到破坏，记录下每根试件破坏前经历的循 环次数N（常称为疲劳寿命） 。 3.在以横轴为循环寿命，纵轴为应力的坐标系中，将试验所 得结果描点并拟合成曲线，该曲线称为疲劳极限曲线或称为 曲线（应力——寿命曲线）。
对称循环条件下，疲劳极限值记为σ-1
8.2.1 材料的疲劳极限
疲劳极限(持久极限) ——试件可经无限次应力循环而不发 生疲劳破坏，交变应力最大值
应力—疲劳寿命曲线含义：
•σmax >σr, 试件经历有限次循环就破坏
•σmax <σr, 试件经历无限次循环而不发生破坏
•σmax =σ-1, r=-1时材料的疲劳极限
脆性断裂
8.2 材料的疲劳极限
交变应力要素 应力循环 ——构件在交变应力下工作，应力每重复变化一次。 最大应力σmax 、最小应力σmin
循环特征（应力比） r
max 1 ( ) (1 r ) 平均应力 m 2 max min 2
min max
max 1 (1 r ) 应力幅度 a ( max min ) 2 2
轮轴45号钢，受弯曲交变应力，当σmax=-σmin=260MPa 时，大约经历107循环即可发生断裂，而45号钢在静载 荷下的强度极限是σb=600MPa。
1.疲劳破坏特点
3)材料呈脆性断裂。即使是塑性材料，材料在断裂 前也无明显的塑性变形。
4)疲劳破坏断口，有两个明显区域：光滑区与粗糙 区，其中粗糙区又称为瞬断区，断口呈颗粒状
1985年日航波音747客机惊心动魄的撞山事件 - ---世界民航史上单机发生的最大空难事件
• 1985年8月12日晚上7时许．日本航空公司的一 架波音747宽体客机，执行国内航线的123正常 航班任务。在暮蔼沉沉之中，摇摇晃晃，以45 度的倾斜角度撞在群马县境内上野村附近的山 岗上，机上509名乘客和15名机组人员仅4人获 救外。其余520人全部罹难，这是日本民航史 上最大空难事件，也是世界民航史上单机发生 的最大空难事件、消息传出，日本全国震惊， 世界各国瞩目。
光滑试滑试件的疲劳 1 有效应力集中系数 k 1 同尺寸、 有应力集中试件的疲劳 极限
1 1 K , K 1, K 1, K
一般地，N0=107
二、材料的疲劳极限图
一种材料的不同r下的σr，在σm—σa坐标系中有 一曲线ABC与之对应，即材料的疲劳极限曲线（图）。
二、材料的疲劳极限图
在σm—σa坐标系中，材料 疲劳极限（σr，r）有对应点
m
1 r 1 r max r 2 2 1 r 1 r a max r 2 2 max m a r
最大应力 最小应力
max m a
min m a
交变应力分类
① 对称循环交变应力r=-1
② 非对称循环交变应力r≠-1 • 脉动循环交变应力r=0 ③ 静应力（静载荷）r=1 交变应力的描述： •σmax和σmin •σm和σa σ(任何交变应力）=σm（静应力）+σa（对称循环应力）
疲劳破坏实例
疲劳破坏实例
疲劳源
疲劳破坏实例
疲劳破坏典型断口
同一疲劳断口， 一般都有明显的 光滑区域和颗粒 状区域料的累积塑性变形是疲劳破坏 的主要原因。 3.疲劳破坏过程
初始缺陷
（应力集中）
滑
移
滑移带
宏观裂纹
初始裂纹(微裂纹)
宏观裂纹扩展
8.1 概述 交变载荷——随时间作周期性变化的载荷 交变应力——随时间作周期性变化的应力
My Fad A sin t I 2I
1.疲劳破坏特点
疲劳破坏——在交变应力作用下构件发生的破坏 1)抵抗断裂的极限应力低。疲劳破坏是构件在工作应 力低于强度极限，甚至低于屈服极限的情况下突然发 生的断裂，往往具有突发性。 2)破坏有一个过程。构件在一定的应力水平下，需要 经过一定周次的应力循环次数后，才突然断裂。
8.3 构件的疲劳极限 在实验测定材料疲劳极限的基础上，将构件的形 状、尺寸及表面加工质量等因素的影响分别独立地以 系数的形式修正材料的疲劳极限，得到构件的疲劳劳 极限。影响构件疲劳极限的因素:
8.3.1 构件外形的影响 由于结构与工艺的要求，工程构件的形状与光滑试件有很 大的差异，如传动轴上会有键槽、轴肩、横孔等。构件此种外 形的变化，将会引起应力集中，在应力集中的局部区域较易形 成疲劳裂纹，使构件的疲劳极限显著低于材料的疲劳极限 。
1.对任意一个循环应力σmax=σm+σa，在σm——σa坐标系中有 一对应点H（σm，σa） 2.OH射线斜率
tg
a 1 r m 1 r
仅与r有关，射线上的点代表循环特征为r的所有循环应力。
疲劳极限图的含义
•
若任意循环应力σmax=σm+σa对应点H（σm，σa）， 位于材料疲劳极限曲线ABC内时，即，材料有 N=N0=107寿命，不会发生疲劳破坏， σmax=σm+σa<σr ； • 若循环应力σmax=σm+σa 对应点H（σm，σa）， H （σm，σa） 在曲线ABC之外时， σmax=σm+σa>σr，材料 有有限次寿命， 就会发生疲劳破坏.
第8章 疲劳强度
交变载荷下材料的疲劳破坏
构件在交变应力（alternative stress） 作用下发生的破坏，称为疲劳失效，简称为 疲劳（fatigue）。对于矿山、冶金、动力、 运输机械以及航空航天等工业部门，疲劳是 零件或构件的主要失效形式。统计结果表明， 在各种机械的断裂事故中，大约有 80％以上 是由于疲劳失效引起的。