18.8
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。表面状态对耐久性有显著影响,经机械加工的试样表现出更高的耐用性。
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