1© nCode 2000 Slide 1现代汽车一体化疲劳耐久性工程英国 nCode 国际有限公司林晓斌 博士Slide 2讲座概要• 疲劳简介• 疲劳寿命估计原理• 解决疲劳问题的策略• 一体化抗疲劳设计管理方法• 结语2© nCode 2000 Slide 3疲劳简介Slide 4疲劳失效• 在美国已经得到确认，由于产品的疲劳问题所引起的损失占国民生产总值的4％左右(约1200 亿美元).• 中国机械工程手册在第6章“结构疲劳强度设计”中指出：机械零构件80％以上为疲劳破坏，因此对于承受循环载荷的零构件都应进行疲劳强度设计。3Slide 5疲劳失效所涉及的领域• 汽车、航天、航空、航海、能源、国防、铁路、海洋工程及一般的机器制造等工业领域铁路国防工程车辆机器能源农用车辆航空航天轿车Slide 6什么是金属疲劳？• 疲劳是一种机械损伤过程，在这一过程中即使名义应力低于材料的屈服强度，载荷的反复变化 也将引起失效• 疲劳一般包含裂纹萌生和随后的裂纹扩展两个过程，循环塑性变形 是金属产生疲劳的主要原因4Slide 7小裂纹的起始和扩展~1mm第一阶段第二阶段位错滑移Slide 8长裂纹的扩展多裂纹扩展耦合单裂纹扩展5Slide 9疲劳发展简史(1/2)•1839 年，Poncelet 首先使用“疲劳”一词。•1849 年，英国机械工程学会（IMechE）辩论结晶理论。•1864 年，Fairbairn 用交变载荷对船链进行了实验。•1871 年，Wohler首先对铁路车轴进行了系统的疲劳研究。发展了旋转弯曲疲劳试验 ，S-N曲线及疲劳极限概念。•1886 年，Bauschinger 首先确证了应力-应变滞回线。•1903 年，Ewing 和 Humphrey 证明结晶理论是不正确的，指出疲劳是由于塑性变形所引起。•1910 年，Bairstow 调查了应变循环中的应力-应变响应，提出了循环硬化和循环软化概念 。•1920 年，Griffith 研究了玻璃中的裂纹，由此诞生了断裂力学。Slide 10Wohler疲劳试验1871 年，Wohler 首先对铁路车轴进行了系统的疲劳研究。发展了旋转弯曲疲劳试验 ，S-N曲线及疲劳极限概念。6Slide 11Wohler 曲线和疲劳极限Unnotched ShaftLog (Fatigu e life 疲劳寿命)Stress Amplitude 应力幅Notched Shaft光滑试样缺口试样Slide 12疲劳发展简史(2/2)• 1955 年，Manson 和Coffin 研究了应变条件控制下的疲劳，热循环、低周疲劳及 塑性应变问题。• 1959 年，Paris 首先提出了一种用断裂力学参数处理裂纹扩展的方法。• 1961 年，Neuber 建议了一种方法，估计...
