疲劳与断裂第四章应变疲劳VIP免费

1第四章应变疲劳第四章应变疲劳4.14.1单调应力单调应力--应变响应变响应应4.24.2滞后环和循环应力滞后环和循环应力--应变响应应变响应4.34.3材料的记忆特性与变幅循环材料的记忆特性与变幅循环响应计算响应计算4.44.4应变疲劳性能应变疲劳性能4.54.5缺口应变分析缺口应变分析返回主目录返回主目录24.44.4应变疲劳性能应变疲劳性能1.1.应变应变--寿命曲寿命曲线线lgN0lgaR=-1-Na1b-Neac-Npa低周疲劳高周疲劳弹、塑性应变幅为：ea=a/E,pa=a-ea实验曲线分别讨论分别讨论lglgeeaa-lg(2N-lg(2Nff),lg),lgppaa-lg(2N-lg(2Nff))关系，有关系，有：：eafbEN()2pafcN()2高周疲劳低周疲劳高周应力疲劳(S/E=ea>pa，S103)低周应变疲劳低周应变疲劳(pa>ea，S>Sys，N<104)11CNSm22CNmpa3f’-疲劳强度系数，应力量纲；b-疲劳强度指数，无量纲；f’-疲劳延性系数，无量纲；c-疲劳延性指数，无量纲。大多数金属材料，b=-0.06-0.14,c=-0.5-0.7。近似估计时取：b-0.1,c-0.6。aeapafbfcENN()()22应变应变--寿命曲线可写为：寿命曲线可写为：在以pa为主的低周应变疲劳低周应变疲劳阶段，有pa=f’(2N)c这就是著名的Manson-Coffin公式(1963年)。42Nt为转变寿命转变寿命，大于2Nt，ea为主，是应力疲劳；寿命小于2Nt，pa为主，是低周应变疲劳。lgN0lgaR=-1-Na1b-Neac-Npa低周疲劳高周疲劳讨论讨论11：转变寿：转变寿命命ftbftcENN()()22若ea=pa，N=Nt,有：eaeaffbbEENN(())22papaffccNN(())22高周疲劳高周疲劳低周疲劳低周疲劳由此可得：21NEtffbc()()5显然，二式中pa的项的系数和指数应分别相等，故六个系数间有下述关系：Kffbc/();/nbc/讨论讨论22：：材料循环和疲劳性能参数之关系材料循环和疲劳性能参数之关系由a-a曲线有：和aeaEapanK()由a-2N曲线有：和eafbEN()2pafcN()2前二个方程消去a，后二个方程消去2N，可得：EKeapan'()'0Eeaffbcpabc(/)()''//06注意b、c＜0；同样可知，拉伸平均应力有害，压缩平均应力有利。2.2.-N-N曲线的近似估计及平均应力的影响曲线的近似估计及平均应力的影响高应变范围，材料延性；寿命；低应变长寿命阶段，强度，寿命。一般金属材料，a=0.01，N1000。a高强度材料高延性材料2N2000350120606.()()...SENNuf由拉伸性能估计材料的-N曲线：式中，Su为极限强度；f是断裂真应变。考虑平均应力的影响有：(SAE疲劳手册1968)afmbfcENN()()227特例：恒幅对称应变循环特例：恒幅对称应变循环((mm=0)=0)，，可直接由已可直接由已知的应变幅知的应变幅aa估算寿命。估算寿命。3.3.应变疲劳寿命估算应变疲劳寿命估算考虑平均应力：afmbfcENN()()22循环响应计算a和m稳态环估算寿命2NaeapafbfcENN()()22应变应变--寿命曲线：寿命曲线：（（R=-1，m=0））基本方程：基本方程：已知、历程计计算算方方法法8例例4.24.2已知某材料已知某材料E=210×10E=210×1033MPa,K'=1220MPaMPa,K'=1220MPa,,n'=0.2,n'=0.2,ff''=930MPa,b=-0.095,c=-0.47,=930MPa,b=-0.095,c=-0.47,ff''=0.26,=0.26,估计图示三种应变历程下的寿命。估计图示三种应变历程下的寿命。0.020.0050-0.005-0.02(A)(B)(C)t1242433320101解：A)a=0.005；m=0。直接由估算寿命，得：2N=11716,N=5858次afmbfcENN()()2292-32-3=0.01,由滞后环曲线得-3=772MPa3=0.005,3=342MPa。3-4注意2-3-4形成封闭环。故4=2,4=2。B）1.计算-响应：0-11=0.02=1/E+(1/K')1/n'=542MPa0.020.0050-0.005-0.02(B)t24311-21-2=1-2/E+2(1-2/2K')1/n'1-2=0.0251-2=972MPa有：2=1-1-2=-0.005；2=1-1-2=-430MPa。10拉伸高载后拉伸高...