- 1 - 第五章 材料的疲劳性能 一.本章的教学目的与要求 本章主要介绍材料的疲劳性能,要求学生掌握疲劳破坏的定义和特点,疲劳断口的宏观特征,金属以及非金属材料疲劳破坏的机理,各种疲劳抗力指标,例如疲劳强度,过载持久值,疲劳缺口敏感度,疲劳裂纹扩展速率以及裂纹扩展门槛值,影响材料疲劳强度的因素和热疲劳损伤的特征及其影响因素,目的是为疲劳强度设计和选用材料建立基本思路。 二.教学重点与难点 1. 疲劳破坏的一般规律(重点) 2.金属材料疲劳破坏机理(难点) 3. 疲劳抗力指标(重点) 4.影响材料及机件疲劳强度的因素(重点) 5 热疲劳(难点) 三.主要外语词汇 疲劳强度:fatigue strength 断口:fracture 过载持久值:overload of lasting value疲劳缺口敏感度:fatigue notch sensitivity 疲劳裂纹扩展速率:fatigue crack growth rate 裂纹扩展门槛值:threshold of crack propagation 热疲劳:thermal fatigue 四. 参考文献 1.张帆,周伟敏.材料性能学.上海:上海交通大学出版社,2009 2.束德林.金属力学性能.北京:机械工业出版社,1995 3.石德珂,金志浩等.材料力学性能.西安:西安交通大学出版社,1996 4.郑修麟.材料的力学性能.西安:西北工业大学出版社,1994 5.姜伟之,赵时熙等.工程材料力学性能.北京:北京航空航天大学出版社,1991 6.朱有利等.某型车辆扭力轴疲劳断裂失效分析[J]. 装甲兵工程学院学报,2010,24(5):78-81 五.授课内容 - 2 - 第五章 材料的疲劳性能 第一节 疲劳破坏的一般规律 1、疲劳的定义 材料在变动载荷和应变的长期作用下,因累积损伤而引起的断裂现象,称为疲劳。 2、变动载荷指大小或方向随着时间变化的载荷。 变动应力:变动载荷在单位面积上的平均值 分为:规则周期变动应力和无规则随机变动应力 3、循环载荷(应力)的表征 ①最大循环应力:σmax ②最小循环应力:σmin ③平均应力: σm=(σmax +σmin)/2 ④应力幅 σa 或应力范围 Δσ:Δσ=σmax-σmin σa=Δσ/2=(σmax-σmin)/2 ⑤应力比(或称循环应力特征系数): r= σmin/σmax 5、循环应力分类 按平均应力、应力幅、应力比的不同,循环应力分为 ① 对称循环σm=(σmax + σmin)/2=0 r=-1 属于此类的有:大多数旋转轴类零件。 ② 不对称循环 σm≠0 如:发动机连杆、螺栓 (a)σa> σm>0,-1 0,σm<0,r...