1、 # nCode住勞耐久性工艮為級(jí)堵班3M9實(shí)用疲勞理論Quiz1:Howcanyoubreakametalspoon? # # # #nCode # #HG/：愿Quiz2:Howcanyoubreakaceramicspoon? # # # #什么是金屬疲勞？WhatisFatigue?Quiz3:Whyametalspooncanbebroken,andaceramicspooncannot?nCodemfliminatvifttwUrwxf*tdGh/E5 #金屬疲勞失效的原因是什么？飛機(jī)空難(TheDeHavillandCometStory) # 外因：載荷的變化內(nèi)因：金屬中有位錯(cuò)什

2、么是金屬疲勞?疲勞是一種機(jī)械損傷過程，在這一過程中即使名義應(yīng)力低丁材料的屈服強(qiáng)度，載荷的反復(fù)變化也將引起失效疲勞一般包含裂紋萌生和隨后的裂紋擴(kuò)展兩個(gè)過程，循環(huán)型性變形是金屈產(chǎn)生疲勞的主要原岡什么是金屬疲勞?Ttwfirstpassengerjetairliner(19491980)Sufferedtwotragicairaccidentsduetoratlguefailure68peopleKilledasaresultOrderbooksfellby50aircraft;?(J罰UltimatelyheraldedthecollapseoftheBritishcivilaircraftind

3、ustry/?(汽車零部件失效 # #rdg/.融TruckframeManifoldBracketCrankshaftBrakeExhaustpipeWheelQuiz4:Canyounameametalfatiguefailureyouexperienced?rd 橋梁坍塌疲勞失效機(jī)理：小裂紋的起始和擴(kuò)展Minneapolis*1*35BndgeCollapse:isStructuralFailureorFXetalFatiguetoBlameMixSWT-1123W7的#iiwaregmns切“meojiav迪i皿絳“i他MtU$i岡”R圳1lit怕砒$f唆如e咸l館憶力”皿叫bruKg

4、WmjlftTlV9WO54:fl(Oii3G3PhSHTi扇g嶼皿今皿仙$“附0彷沏rsw今ijiu如W旦機(jī)0彷巾$：力”“；幼y紗辭他!CftK23artJtjnjrsaccbsMdcnaraxnlrcpcrttcmtfieUr*wU/a!Mm；5c“Ttulrcpcd2rdiwjticmcsritn；icbelvicrdtietf4x3WV.CM位銷Jt移nCh/rE疲勞失效在美國已經(jīng)得到確認(rèn),由于產(chǎn)品的疲勞問題所引起的損失占國民生產(chǎn)總值的4%左右（約1200億美元）.中國機(jī)械工程手冊(cè)在第6章“結(jié)構(gòu)疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)”中指出:機(jī)械零構(gòu)件80%以上為疲勞破壞，因此對(duì)于承受循環(huán)載荷的零構(gòu)件都應(yīng)進(jìn)行

5、疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)。irCe/rQ-1mm第一階段第二階段位錯(cuò)滑移和階段一裂紋擴(kuò)展irCe/rQCrystalsurfaceSlipbandcfbimalongplane:ofmaximumsheargivingricetosurfaceextweion:andintrvsionc階段二裂紋擴(kuò)展影響疲勞壽命的關(guān)鍵因素階段二裂紋擴(kuò)展影響疲勞壽命的關(guān)鍵因素 fractureBeacharkcdueto-Thebiggertherangethefasterthefailurecrackpropagation/:-/-Fatiguelifereducesexponentiallywithrange平均應(yīng)力-

6、TensilemeanacceleratesfatigueCompressivemeanretardsitVicedconceptually,atensiemeanisactingtoforceopenthecrackwhilethecompressivemeanistryingtokeeprtdosed長裂紋的擴(kuò)展影響疲勞壽命的其它因素應(yīng)力集中表面加工表面處理尺寸效應(yīng)加載頻率.波形對(duì)室溫疲勞影響很小nCe/tQ疲勞壽命定義裂紋起始?jí)勖?裂紋擴(kuò)展壽命是總壽命：:HitchhikersGuidetotheGalaxy 怎樣預(yù)測(cè)疲勞壽命?Howfatiguelifeispredicted?nCod

7、e1871年.Wohler對(duì)糾:軸進(jìn)行了樂統(tǒng)的放勞研究.發(fā)展了矗轉(zhuǎn)疔曲放芳試驗(yàn)S4曲線及似勞極限概念.Wohler曲線和疲勞極限疲勞發(fā)展簡史nCode疲勞發(fā)展簡史(1/2)1839年.Poncelet首先便用疲勞一詞。1849年.英國機(jī)械匚程學(xué)會(huì)(IMechE)辯論結(jié)冊(cè)理論1864年.Fairbairn用交變裁荷對(duì)船鏈進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)4871年,Wohler|?先對(duì)飲路乍軸進(jìn)行了系統(tǒng)的疲勞硏究。發(fā)展了旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試驗(yàn)，S-N|ll|fJc及疲勞極限概念1886年.Bauschingerft先確證了應(yīng)力應(yīng)變滯冋線1903年.Ewing和Humphrey證明結(jié)陽理論是不正確的.指出疲勞是由于蜩性變形所引

8、起0年.Bairstow調(diào)査了應(yīng)變循環(huán)中的應(yīng)力應(yīng)變響應(yīng)，提出了循環(huán)硬化和循環(huán)軟化概念1920年.Griffith研究了玻璃中的裂紋.由此誕生了斷裂力學(xué)RsppnxdEW纟Loan仁疲勞循環(huán)次fb疲勞發(fā)展簡史(2/2)1955年.1959年.1961年.1968年.1981年.1982年.2002年./rCMfManson和Coffin研究門也變條件控制下的披勞熱循環(huán)、低周疲勞及舉性咸變問題。Paris首先提出了一種用斷裂力學(xué)參數(shù)處理裂紋擴(kuò)展的方法。Neuber建議了種方法.估計(jì)應(yīng)力集中處的彈蜩性應(yīng)力應(yīng)變。Matsuishi和Endo提出了雨流循環(huán)計(jì)數(shù)方法。能夠進(jìn)行合理披勞計(jì)算的汁算機(jī)得到了發(fā)展

9、。nCode國際仃限公司成立開發(fā)利銷件披勞壽命預(yù)測(cè)軟件.捉供疲勞咨詢服務(wù)nCode推出ICEflow疲勞軟件 # # #經(jīng)典疲勞壽命預(yù)測(cè)技術(shù)nCode # #theUecpcd三種基本的疲勞壽命估計(jì)方法S-N曲線定義 # # # #brLogNf總好命S-N（總壽命法）名義應(yīng)力或彈性應(yīng)力和總壽命Z間的關(guān)系e-N（裂紋起始?jí)勖ǎ┚植繎?yīng)變和裂紋起始?jí)勖?間的關(guān)系LEFM（裂紋擴(kuò)展壽命法）應(yīng)力強(qiáng)度因子和裂紋擴(kuò)展速率Z間的關(guān)系這些方法依檢亍柑似性! # # # #Nf=Ni+Np試樣和實(shí)際零件的差別 # # # # # #名義應(yīng)力法S-N裂紋起始?jí)勖?局部應(yīng)變法（e-N）裂紋擴(kuò)展壽命斷裂力學(xué)法通常

10、沒有應(yīng)力集中表而光潔度一定通常不進(jìn)行表面處理尺寸一定常幅加載均值不變（通常為0）有應(yīng)力集中表而光潔度多樣表而町能經(jīng)過處理尺寸不同通常為變幅加載均值變化 # # # #局部應(yīng)變(e-N)法AK-da/dN曲線定義局部應(yīng)變(e-N)法AK-da/dN曲線定義 同樣的局部應(yīng)變，同樣的裂紋起始?jí)勖?對(duì)付低周疲勞1959年.Parisn種用斷裂力學(xué)歩數(shù)處理裂紋擴(kuò)展的方法！循環(huán)應(yīng)力應(yīng)變和應(yīng)變壽命曲線定義裂紋擴(kuò)展壽命法疲勞壽命預(yù)測(cè)-我們需要什么？同樣的應(yīng)力強(qiáng)度因子，同樣的裂紋擴(kuò)展速率!/畫疲勞分析5框圖FatigueLife 應(yīng)力循環(huán)定義鐵荷種類ConstantAmplitude疲勞載荷BlockLoadi

11、nguCodethUeopcd/Tt6./；VariableAmplitudeLoadingWWVW曲MM嘰Ncyclestime*N,cycles-TtJ2cyclesTN3cyclesnMonotonicLoadingmaxi3AS,RNotethat:6.895xksi=MPa/Ttf.JiJParametersrequiredtodefineastresscycle:(Truestress-strain,a-t)Ccrpre5scnToestonnC(r/cEorCa1.Cmax，怖inor一As2.,Emor8or83.Ae,eminTensionTension(S)(Enginee

12、ring8trM8-8traln.S-)(ZTrueStresswc-S(e+1|TrueStrain*-ln(e+1)TrueElasicStrainc5百TruePlasticStrain0.002IpasteHasse|rCrZEStrainValidonlyuptoneoklno 疲勞壽命的統(tǒng)計(jì)性質(zhì)producsaqtnlityrC:cmrinmatcrbld迢RcmhuiM二dxtnbutionoflifeS-N疲勞壽命預(yù)測(cè)法S-N疲勞試臉nCodeJEUEliminBtogthUecxpcd引自英EHSheffield大學(xué)RodA.Smith教授的話，1990年Engineerin

13、gistheartofbeingapproximatelyrightratherthanexactlywrong“工程是一種近似對(duì)而不是完全錯(cuò)的藝術(shù)”S-N疲勞壽命預(yù)測(cè)法Stress-basedFatigueLifeMethodnCode小測(cè)驗(yàn)?zāi)隳艿贸鲆粋€(gè)受等幅對(duì)稱交變應(yīng)力鋼棒的疲勞壽命嗎？Wohler曲線和疲勞極限ffl&3.-=;怎MAN仁痕勞循環(huán)次數(shù) # SN疲勞試驗(yàn)TheRelationshipbetweenSu&Se # #3SpecimensaresubjectedtoconstantamplitudeloadingThenumberofcyclestofailureisplott

14、edagainstthenominalelasticstressonalog-logplotandthebestfitcurvecomputedTherearestandardsCurvescanbederivedforsmoothspecimens,individualcomponents,sub-assembliesorcompletestructures # # #小測(cè)驗(yàn)答案SN疲勞試驗(yàn)SN曲線S=SR/1(nJ)疲勞極限成活率(survival)應(yīng)力范圍(AS)S-N曲線(MANTEN)Firstfatiguestrengthexponentbi=4.2StressRangeInter

15、ceptSRI13162tAPaSiEatotenzifostrengthUTSGQOMPaFatiguetranzitionpon!Secondfsttguestrengthexponcn!020R-ratfoRR-fS-N疲勞壽命預(yù)測(cè)法平均應(yīng)力修正nCodeEMminatvifUnexpected # #你能得岀一個(gè)受等幅非對(duì)稱交變應(yīng)力鋼棒的疲勞壽命嗎？/TO/國什么是平均應(yīng)力?平均應(yīng)力影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果MemQrressUfeCurve,平均應(yīng)力影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖rlrZ-Ks我勞強(qiáng)反CT.應(yīng)力輜他R11;s、-i:：-：-w它.N=constant*拉伸導(dǎo)物應(yīng)力斥堀中均用力常用平均應(yīng)力修正方法等

16、效應(yīng)力幅 # 應(yīng)力幅修正S-N疲勞壽命預(yù)測(cè)法假如便用均值為棗的SN曲線預(yù)測(cè)疲勞壽命.那么我們可以根據(jù)平均應(yīng)力修正方法將實(shí)際應(yīng)力幅修正至均值為零的竽效應(yīng)力褐表面加工表面處理修正nCodethUr*cxp：麗 # # #小測(cè)驗(yàn)答案2實(shí)驗(yàn)結(jié)果X4/VW廠亠凰1(試驗(yàn)獲取一組不同平均應(yīng)力的SN曲線H用插值法獲得特定平均應(yīng)力的SN曲線匚二根據(jù)這一特定平均應(yīng)力的S-N|11|線得到疲勞壽命疲勞裂紋通常起始丁零件表面因此表面狀況對(duì)疲勞壽命有很大的影響表而光潔度越高，形成疲勞裂紋的時(shí)間越長表面層中的殘余應(yīng)力將影響裂紋前生。殘余壓縮應(yīng)力通常延緩高周疲勞裂紋的萌生。表面層預(yù)壓縮可通過嗪丸.冷軋、滲氮尊工藝處理獲得

17、r(/甸表面加工影響CombiningEffects表面加工影響CombiningEffects Fatiguecracksusuallystartatthesurface,thereforetheconditionofthesurfacecanhavealargeimpactonthelifeofacomponent.Therougherthesurface,theshorterthetimetakentoinitiateafatiguecrack.c,.SswxVK9-3tressSTalnandStregh.R.C.McGrawHllNewYork.1967Thepositiveeffe

18、ctofoneprocesssuchaspeening.canbeusedtocounteractthenegativeeffectofanotherprocesssuchasplating.表面處理ResidualstressesintheShotPeeningsurfacewillaffecttherateof-Firebalbearingsattheinitiation.surfacetoinducepre-ResidualcompressionwillcompressiondelaythecrackinitiationinhighColdRollingcyclw3dcases.-Rol

19、lthecomponentsurfaceSurfacetreatmentsareusedtotoinducepre-oompressionininduceresidualsurfacethesurfacestresses.Nitridingncn-Heatupcomponentinanammoniaenvironment.ThecomponentexpandsandNitratesfromthegasreactwiththemetal.Thecomponentcontractsoncoolingandiscompressed.EffectofResidualCompressionCompcec

20、donITensionS-N曲線修正根據(jù)表面因子(Surfacefactor)修正SN曲線增加表面層的預(yù)壓縮使得S-N曲線上升降低表面質(zhì)雖:使得S-N曲線下降S小測(cè)驗(yàn)答案1、z)Compreccion!TendonResultingsurfacestressnevergoesintotensiontnereforesurfacecrackdoesntInitiateSurfaceCompressionOscillatingbendingStrMSStressThiseffectonlyworksforhighcyclecaseswheretheappliedsurfacestressisins

21、ufficienttoovercometheresidualpre-compression.ISOv試驗(yàn)獲得光滑試樣的S-Nllll線根拯材料極限強(qiáng)度和表面影響因子的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系將光滑試樣的3N曲線修正到一般機(jī)加丁表而的SN曲線根據(jù)應(yīng)力范刖從修正過的SN曲線得出疲勞壽命值小測(cè)驗(yàn)小測(cè)驗(yàn)答案 試驗(yàn)獲得一般機(jī)加工表而的S-Nllll線根據(jù)應(yīng)力范剛從一般機(jī)加工表而SNllll線直接得出疲勞壽命值S-N疲勞壽命預(yù)測(cè)法加載型式形響nCode加載型式影響Typically:mM=0.7（彎曲到拉伸）mbt=0.58（彎曲到扭轉(zhuǎn)）Thi:ztrczzi:lc:damagingthanthu.zilcYc畫rlrJ

22、/Q小測(cè)驗(yàn)jtCc你知道一個(gè)受等幅對(duì)稱彎曲應(yīng)力和一個(gè)受等幅對(duì)稱拉伸應(yīng)力鋼棒的疲勞壽命哪一個(gè)長嗎？S-N疲勞壽命預(yù)測(cè)法尺寸形響nCode小測(cè)驗(yàn)小測(cè)驗(yàn)答案 # /71受等幅對(duì)稱彎曲應(yīng)力小鋼棒和去鋼棒的疲勞壽命哪一個(gè)長！受等幅対稱彎曲應(yīng)力小鋼棒的疲勞壽命長！小測(cè)驗(yàn)小測(cè)驗(yàn)答案 # #小測(cè)驗(yàn)小測(cè)驗(yàn)答案 # #尺寸影響Largervolumeathighstress小測(cè)驗(yàn)小測(cè)驗(yàn)答案 # #S-N疲勞壽命預(yù)測(cè)法缺口修正和應(yīng)力集中系數(shù)nCodeMechanicalEngneerrgDesign.J.E.SNgiey&L.D.Mheli.4*Ed.McGrav/-Hin.1983小測(cè)驗(yàn)S-N曲線修正小測(cè)驗(yàn)小測(cè)驗(yàn)

23、答案 #logN/itco你能判斷出哪一塊鋼板的疲勞壽命長嗎？小測(cè)驗(yàn)小測(cè)驗(yàn)答案 # 疲勞強(qiáng)度降低Wohlerobservedthatnotchesreducetheendurancelimiti(r*1訶Cycles.NK疲勞jg度降低系效K?dependson:GeometryDimensionsModeofloadingMaterialtypeKfisusuallylessthanK,小測(cè)驗(yàn)小測(cè)驗(yàn)答案 # #小測(cè)驗(yàn)小測(cè)驗(yàn)答案 # #缺口引起應(yīng)力集中缺口敏感性性應(yīng)子(q)小測(cè)驗(yàn)小測(cè)驗(yàn)答案 # #理論彈性應(yīng)力集中系數(shù),ACr./tK3Ktdependson:GeometryDimensions

24、ModeofloadingStressCcncentratkziFactors.R.E.Peterson.JonnWifey.NewYodc.1974EmpiricallyKfisusuallylessthanKtwhere0q1ifq-0thenK,-1ifq-1thenKf-K,whererisnotchrootradiusa-isamaterialconstant(Nonotcheffect)(Fulnotcheffect)Forwroughtferrousalloys300S“(ksi).小測(cè)驗(yàn)小測(cè)驗(yàn)答案 # #小測(cè)驗(yàn)小測(cè)驗(yàn)答案 #S-N曲線缺口修正利用疲勞缺口系數(shù)Kf(Ne)和Kf(

25、N=1000)對(duì)SN曲線進(jìn)行修正或利用應(yīng)力集中系數(shù)Kf對(duì)S-N曲線進(jìn)行修正。這種修正是偏安全的!AccountingforNotches小測(cè)驗(yàn)AccountingforNotches小測(cè)驗(yàn) # /9IX)o.eK；-10.6at10Q?ASK*S“ksi66*-Mogneum你預(yù)估出一個(gè)受交變應(yīng)力鋼棒的疲勞壽命嗎？AccountingforNotches小測(cè)驗(yàn)AccountingforNotches小測(cè)驗(yàn) # #StressStrainanaStrength.R.C,Juvinil.McGrawHill.NewYorx.1967FAechanioaiBena.iororMa：ertas:eng

26、ineeringmetnoasforaeformatlon.fractureanafatigueNormanE.OaringPrentlcelai.1993AccountingforNotches小測(cè)驗(yàn)AccountingforNotches小測(cè)驗(yàn) # #AccountingforNotches小測(cè)驗(yàn)AccountingforNotches小測(cè)驗(yàn) # #/rCMfrC(JcAccountingforNotches小測(cè)驗(yàn)AccountingforNotches小測(cè)驗(yàn) # #AccountingforNotches小測(cè)驗(yàn)AccountingforNotches小測(cè)驗(yàn) # #變幅載荷小測(cè)驗(yàn)答案Acc

27、ountingforNotches小測(cè)驗(yàn)AccountingforNotches小測(cè)驗(yàn) # #-AAAAA/雨流計(jì)數(shù)法SNtestsareconductedunderconstantamplitudesinusoidalloadingRealloadingisusuallyfairlyrandomThequestionishowdowebreakdownrealloadsintoequivalentcycle閒gessowecsnusethesameSNcurves?TheisdoneusingRainflowCydeCountingirCmnAccountingforNotches小測(cè)驗(yàn)Ac

28、countingforNotches小測(cè)驗(yàn) # #AccountingforNotches小測(cè)驗(yàn)AccountingforNotches小測(cè)驗(yàn) # #S-N疲勞壽命預(yù)測(cè)法變幅栽荷處理nCodeAccountingforNotches小測(cè)驗(yàn)AccountingforNotches小測(cè)驗(yàn) # #flimmatmtthUrwvp*ovcloadingN.B.Acloxdhptcrc*aloopindkatrsarekuseof4irarF雨流計(jì)數(shù)Ihvtcrcsb.IoopIvPermanentlMemorycfTcdSiresCJfStrainDrainwaterstartingatbvestva

29、lley.measuretotaldepthdrainedReordertostartfromABSmaxContinuebydrainingnextlowestetc.ImaginGthmsignaisfilledwithvratarRnge40.4502冷1-可1501p1O02-:;:RangeMeanNo.：450225nr?5Q:HjlSO-h100怎樣進(jìn)行循環(huán)計(jì)數(shù)？疲勞損傷概念損傷（damage）定義一個(gè)應(yīng)力幅為Sa的應(yīng)力循環(huán)所引起的損傷為n個(gè)應(yīng)力幅為Sa的循環(huán)周所引起的損傷為幾侃個(gè)循環(huán)將產(chǎn)生的損傷為仁疲勞失效發(fā)生jN、疲勞損傷計(jì)算小測(cè)驗(yàn)答案疲勞損傷計(jì)算小測(cè)驗(yàn)答案 #300Cycl

30、esAccunudateddamage=0.5%Life30060000Damages疲勞試驗(yàn)獲取材料S-N曲線調(diào)整S-N曲線*對(duì)應(yīng)力進(jìn)行雨流計(jì)數(shù)疲勞壽命計(jì)算Miner線性疲勞損傷累積法則小測(cè)驗(yàn)答案疲勞損傷計(jì)算小測(cè)驗(yàn)答案疲勞損傷計(jì)算小測(cè)驗(yàn)答案 # #疲勞損傷計(jì)算小測(cè)驗(yàn)答案疲勞損傷計(jì)算小測(cè)驗(yàn)答案 # #小測(cè)驗(yàn)答案假如所有具有不同幅值的循環(huán)所累枳的損傷值大于或等于仁那么失效發(fā)生!否則疲勞壽命為損傷值的倒數(shù)！線性累積損傷，沒有考慮加載順序!疲勞壽命計(jì)算疲勞損傷計(jì)算小測(cè)驗(yàn)答案疲勞損傷計(jì)算小測(cè)驗(yàn)答案 # #疲勞損傷計(jì)算小測(cè)驗(yàn)答案疲勞損傷計(jì)算小測(cè)驗(yàn)答案 # Step2獲取材料S-N曲線壽命是多少個(gè)載荷信號(hào)

31、重復(fù)塊ASAS=S/?/l（A.）wNf77（皿岡/7lG/.近小測(cè)驗(yàn)答案小測(cè)驗(yàn)-計(jì)算流程小測(cè)驗(yàn)答案小測(cè)驗(yàn)-計(jì)算流程 Step3調(diào)整S-N曲線*-缺口-表面加工-表而處理-尺寸小測(cè)驗(yàn)答案S-N疲勞壽命預(yù)測(cè)法總結(jié)回顧nCodetMUn$t|xecd小測(cè)驗(yàn)答案影響疲勞壽命的因素Step5對(duì)每個(gè)循環(huán)計(jì)算疲勞損傷用Minerii則累積總損傷計(jì)算疲勞壽命總損傷二市二麗5心工50)N/(A5=100)壽命二總損傷值應(yīng)力幅值平均應(yīng)力應(yīng)力集:中表面加工表面處理加載方式尺寸效應(yīng)加載頻率.波形對(duì)室溫疲勞影響很小S-N曲線法思路S-N方法特點(diǎn)總結(jié)S-N曲線法思路S-N方法特點(diǎn)總結(jié) #名義應(yīng)力從試樣中測(cè)出材料的S-N

32、|線考股實(shí)際零件和試樣的豹?jiǎng)e.修1ESN曲線考世試驗(yàn)加我和實(shí)際加裁的區(qū)別應(yīng)用雨流技術(shù)對(duì)應(yīng)力信號(hào)進(jìn)行循環(huán)周計(jì)數(shù)結(jié)介Miner損傷累積法則計(jì)粽疲勞壽命S-N曲線法（名義應(yīng)力法）是以交變名義應(yīng)力為主要畚宜預(yù)測(cè)零部件疲勞失效循環(huán)周數(shù)的一種經(jīng)驗(yàn)方法基于（名義）應(yīng)力用丁預(yù)測(cè)總壽命廣泛應(yīng)用丁加載應(yīng)力水平低、循環(huán)次數(shù)高（大T1E4-1E5）的高周疲勞失效問題有關(guān)這種方法的大雖材料數(shù)據(jù)可以獲得不適川丁有顯著塑性應(yīng)變的疲勞問題廣泛用丁焊接件方法簡單.易理解S-N曲線法思路S-N方法特點(diǎn)總結(jié)S-N曲線法思路S-N方法特點(diǎn)總結(jié) # #S-N曲線法思路S-N方法特點(diǎn)總結(jié)S-N曲線法思路S-N方法特點(diǎn)總結(jié) # Stres

33、s-BasedFatigueAnalysisOptimization一些專業(yè)術(shù)語CycleEndurancelimitFailurecyclenumbersNotcheffectStressrangeandstressSurfacefinishandsurfaceamplitudetreatmentMeanstressFatiguedamageNominalstressMinersruleRainflowcyclecountingRepeats(fatiguelife)StressconcentrationfactorFatiguestrengthreductionfactorS-N疲勞分析流

34、程S-N曲線法思路S-N方法特點(diǎn)總結(jié)S-N曲線法思路S-N方法特點(diǎn)總結(jié) # #AlnCodefMmmatmfth*Urwp*ctdTutorial:SNHandCalculation #Tutorial:SNHandCalculation!：SNHayCckxAstMne-N疲勞壽命預(yù)測(cè)法LocalStrainApproachStrain-LifeOutline/iCodeEHminitofthUno(|t應(yīng)變控制試驗(yàn)結(jié)果循環(huán)硬化和軟化 If仝1.4thenmaterialwillcyeidynaraenif21.2thenmaterialwillcyciaysoftenrC/岳應(yīng)變壽命曲線C

35、onfidenceofSurvivalderivedfromsuccessivestrainlifetestsareplottedonthStrain-Lifecurveelasticlifelinegivenby:plasticlifelinegivenby:totallifelinegivenby:1010*10rReversals,2NtYepnlndwvulwls循環(huán)應(yīng)力應(yīng)變曲線rC/岳s-(2Njb氣;(2叫)哲(2N$T(2NTypicalvalues:E207.000MPa(feesteels)*1300MPaD*-0.1；*0.5C*-0.5C3MtCMC3MtCMx:reni

36、NfciMartUrdctevwlwnHmi!maan褊&片；aUrvUrdat57&logic,zMNbAWy.l)pcW/:a.-dOOrdf006nominallifeine:j：2N,+(2N,flez090%lifeline：e,-y4-10*-sle.Z-1.28nominallife-line805%oonftdonoelife-lineRe-rsaisxfanureStrain-LifeParametersfatiguestrengthcoefficient:afatiguestrengthexponent:bfatigueductilitycoefficient:1300MP

37、a-0.10.5fatigueductilityexponent:c0.5standarderroroflog(se):se(se)0.03standarderroroflog(sp):5G(sJ0.06CyclicStress-StrainParameterscyclicstrengthooefficient:K*cyclicstrengthexponent:n*modulusofelasticity:E1200MPa-0.2205,000MPa(Steel)應(yīng)變控制試驗(yàn)結(jié)果循環(huán)硬化和軟化 # 應(yīng)變控制試驗(yàn)結(jié)果循環(huán)硬化和軟化 #EstimatingStrain-LifeParametersS

38、teelsAluminum&TitaniumOtherAlloysNote:O-驗(yàn)1.5UTS-0.0870.590-0.581.65UTS0.151.67UTS1.9UTS-0.095-0.12AccountingforMeanStress0.35-0.691.61UTS0.110.76D08-0.6.0.003otherwisee.35冏罟*考慮平均應(yīng)力nCode你能得出一個(gè)受等幅對(duì)稱交變應(yīng)變鋼棒的疲勞壽命嗎？(r-JTC一TutorialII:ENHandCalculation/rCwfrAcycleisdefinedbyitsrange,Ae,anditsmeanstrain,Butw

39、hatisitsmeanstress?滯回環(huán)曲線近似(MasingsHypothesis)Bauschinger,MaterialMemory&CyclesStressStrainTrackingBauschinger,MaterialMemory&CyclesStressStrainTracking # Cyclesclosed:1:BCB2:ADAstress,astrain, # # #MorrowTsApproachSWTMeanStressCorrection # AsplasticityincreasestheeffectofmeanstressdecreasesTheeffect

40、canbetakenintoaccountbyconsideringonlytheelastic-lifelineSimilartoGoodmansmethodinS-N0.510210310410510*1072tfReversalstofailure警(2NJ“5；(2叫廠201052mJMorrow平均應(yīng)力修正*二dulu-sLocalGeometrynCode # # # #SmithWatsonTopperApproachNotchesCauseStressConcentrations # #理論彈性應(yīng)力集中系數(shù),Ktk=K.dependson:-GeometryDimensions

41、-Modeofloading_StressConcentrationFactors.R.E.Peterson.JohnWifey.NewYork.1974SWTparameterisanextensionofNeuber*sRuleThisparametercollapsesallthemeanstressdataontoasinglecurve.f晉(2N,)”r；e；(2叫廣Assumesthatthematerialparametersarecompatible.Thatis.K*andn*arederivedfrom6,candbSinglecurvedescribestheeffec

42、tofmeanstress coAccountingforSurfaceFinish&TreatmentnCodeEiimmitoftheUecMfc.dNotchSensitivityFactorTheEffectofSurfaceFinishKfisusuallylessthanKtwhere0q2402320360O04404a05?0JOTSEdOOEtnscStressStrainandStreflgtn.R.C.Jwnail,McGrawHill,NewYork.1967CJKTaCNeubersRule:K,Se=aeEffectofSurfaceFinish&Treatment

43、8ndUI2ISOnStrain-LifeCurves10*10irio4N,10$10Reversals.2怙2 # # Elasticvs.MeasuredStrainsVariableAmplitudeLoadstheSimpleRainflowCountingStress-StrainTracking&DamageCalculationPQ3KExtract切imaamthe&叭恰filed*5宸aterReorowrtostart丁omASSmaxRangeMeanNO.450225-5015011003002C3MfaCMLocalstress,strain-oRainflowCounting:T-ebehaviourStress-StrainTrackingrl/畫Whichismoredamaging?frHangingLoopTensilemean=moredamageStandinaLoopCompressivemen=lessdamageAtB=e，BtC=A2CtD=A6