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二、疲劳及疲劳寿命

1、静应力：静应力就是应力的大小和方向不随时间而改变。

2、交变应力：它是指应力的大小和方向随时间呈周期性的变化的应力。

3、疲劳寿命：材料在疲劳破坏前所经历的应力循环数称为疲劳寿命。

三、疲劳寿命曲线

1、疲劳寿命曲线：就是 S-N曲线

(1)种类：应力—寿命曲线(σ—N曲线)，应变—寿命曲线(δ—N曲线)。

(2)数学表达式：

(8-7)

式中：m、C——材料常数。

2、小结：

(1)水平起始点M对应的应力值 叫做疲劳极限。

①疲劳极限：是可以承受无限次应力循环而不会发生疲劳破坏的最大应力。

②疲劳极限比材料静强度极限要低得多。

(2)疲劳极限的数值不仅和材料有关，还和循环特征有关，对称循环条件下，最容易发生疲劳破坏，相应的疲劳极限值最低，脉动循环好一点，所以，对一种材料的疲劳极限通常用 表示，r这个下标代表循环特征，具体来说，对称循环时，材料的疲劳极限用 表示，而脉动循环时，材料的疲劳极限用 表示。

(3)对应 M 点的横坐标叫做循环基数，用符号N0来表示，N0一般是107，也就是1000万，但是对于具体的材料、具体的循环特征，N0有所不同。

①N0将S—N曲线分成两部分。在N0点右边的部分，是无限寿命区，如果承受的应力小于疲劳极限，试件就可以承受无限次应力循环而不发生疲劳破坏;

②M点左边的区域为有限寿命区，又称为条件疲劳极限，即当材料所承受的最大应力大于它的疲劳极限时，只能承受有限次应力循环，而不能是无限次。

③N 低于104～105时对应的有限寿命区称为低周疲劳区。

④在有限寿命区，应力和循环次数的关系用方程 来表示。

[例4]某标准试件，已知 =300兆帕，N 0=107，m=9。试计算在对称循环交变应力 =500兆帕和 =260兆帕作用下的疲劳寿命。

(1)在对称循环交变应力 作用下的疲劳寿命。

答：略

(2)答：

低于疲劳极限，在无限寿命区，零件的寿命是无限的。

四、循环应力的特性

循环应力的特性用最小应力 与最大应力 的比值 表示， 称为循环特性。

r=- 1，称之为对称循环

r=0，称之为脉动循环

r=1，称之为静应力

1、对称循环的特点：

(1)循环特征r等于-1;

(2)最大应力和最小应力大小相等，符号相反;

(3)平均应力等于0;

2、脉动循环的特点：

(1)循环特征r等于0;

(2)应力幅等于平均应力，都等于二分之一最大应力;

(3)最小应力等于0。

3、静应力特点：

(1)最大应力等于最小应力，等于平均应力;

(2)应力幅等于0;

(3)循环特征r等于+1。

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