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Stress and Strain - Axial Loading

Fatigue Failure in Repeated Loading

Description

Fatigue failure happens when materials rupture after repeated or fluctuating loads. The stress can be far below the material’s static breaking strength. Even ductile materials can fail in a brittle way under fatigue.

This behavior matters in machines and structural parts that face repetitive or c...

Transcript

当材料在数千或数百万次循环载荷作用下,会在远低于材料断裂强度的应力水平下发生断裂,这种现象称为疲劳。

即使在通常具有延展性的材料中,疲劳断裂也表现出脆性。

由于交变载荷的作用,可能会发生疲劳,例如在相同位置持续弯曲细钢棒或钢丝,或由不平衡的泵叶轮产生的振动。

钢的应力与加载循环次数关系图表明,高应力应用需要较少的循环次数即可导致断裂。然而,随着最大应力的降低,导致断裂所需的循环次数增加。

应力水平逐渐降低,直至达到耐久极限,在此极限下即使经历无限多次载荷循环也不会发生失效。

对于铝等有色金属,随着加载循环次数的增加,其断裂应力会降低。

疲劳失效通常始于微观缺陷,并逐渐扩展,直至材料在载荷作用下发生破坏。...