[科普中国]-疲劳断裂

定义

疲劳断裂（fatigue fracture）

条件: 超出材料的疲劳极限。

疲劳极限：在一定条件下（1）纯弯曲；（2）完全对称循环；（3）应力幅恒定；（4）频率在3000-10000次/分；小试样有足够大的过渡圆角，表面经过抛光；由实验中得出的，在10的七次方周次下仍不断裂的最大应力

提高疲劳极限的途径主要有：在零件结构设计中尽量避免尖角、缺口和截面突变，以免产生应力集中而由此产生疲劳裂纹；提高零件表面加工质量，减少疲劳源；采用各种表面强化处理等。12

疲劳极限算法常规疲劳强度计算是以名义应力为基础的，可分为无限寿命计算和有限寿命计算。零件的疲劳寿命与零件的应力、应变水平有关，它们之间的关系可以用应力一寿命曲线（σ-N曲线）和应变一寿命曲线（δ－Ν曲线）表示。应力一寿命曲线和应变一寿命曲线，统称为S-N曲线。根据试验可得其数学表达式：

σmN=C

式中：N应力循环数；

m、C材料常数。

在疲劳试验中，实际零件尺寸和表面状态与试样有差异，常存在由圆角、键槽等引起的应力集中，所以，在使用时必须引入应力集中系数K、尺寸系数ε和表面系数β。

断口形貌如下两张图为断口形貌