疲勞裂紋擴(kuò)展門(mén)檻值

疲勞裂紋擴(kuò)展門(mén)檻值，是指帶裂紋的構(gòu)件在交變載荷作用下不會(huì)發(fā)生疲勞擴(kuò)展的應(yīng)力強(qiáng)度因子交變值，符號(hào)為ΔKth。

fatigue crackgrowth threshold value

ΔK低于此值時(shí)裂紋的疲勞擴(kuò)展速率幾乎為0，故ΔKth也可稱(chēng)為下門(mén)檻值。而當(dāng)ΔK很大之后擴(kuò)展速率又突然急劇上升，構(gòu)件即將斷裂，這一ΔK的上限值稱(chēng)為上門(mén)檻值。在上下門(mén)檻值之間的疲勞擴(kuò)展速率其規(guī)律一般可用帕里斯式描述。下門(mén)檻值ΔKth一般與材料的類(lèi)型(例如低碳鋼、碳錳鋼、其他鋼材)及交變載荷的平均應(yīng)力有關(guān)，用實(shí)驗(yàn)方法可得到經(jīng)驗(yàn)式。2100433B

疲勞裂紋擴(kuò)展速率1區(qū)

是低速率區(qū)。該區(qū)域內(nèi)，隨著應(yīng)力強(qiáng)度因子幅度

若

當(dāng)

研究疲勞裂紋門(mén)檻值在理論上和實(shí)際工程應(yīng)用上都是有意義的。十分明顯，一般的機(jī)械零件和工程構(gòu)件是不會(huì)以來(lái)作為設(shè)計(jì)指標(biāo)的。因?yàn)閿?shù)值很低，如以來(lái)作為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，這無(wú)疑是要求工作應(yīng)力很低或者容許的裂紋尺寸很小。疲勞門(mén)檻值除了因應(yīng)力比R的增加而減小外，還和組織有關(guān)。

疲勞裂紋擴(kuò)展速率2區(qū)

是中速率裂紋擴(kuò)展區(qū)。此時(shí)，裂紋擴(kuò)展速率一般在

疲勞裂紋擴(kuò)展速率3區(qū)

為高速率區(qū)，在這一區(qū)域內(nèi)，da/dN大，裂紋擴(kuò)展快，壽命短。其對(duì)裂紋擴(kuò)展壽命的貢獻(xiàn)，通常可以不考慮。此區(qū)域的上限為

S-N曲線以R=-1（對(duì)稱(chēng)循環(huán)）時(shí)的曲線作為基本曲線。

疲勞裂紋擴(kuò)展速率da/dN，是在疲勞載荷作用下，裂紋長(zhǎng)度a隨循環(huán)周次N的變化率，反映裂紋擴(kuò)展的快慢。

疲勞載荷：在工程上引起的疲勞破壞的應(yīng)力或應(yīng)變有時(shí)呈周期性變化，有時(shí)是隨機(jī)的。

疲勞裂紋：某些材料在連續(xù)交變應(yīng)力作用下，會(huì)在其表面逐漸生成裂紋，并隨著作用時(shí)間而逐漸向縱深發(fā)展。使裂紋打一展，試件的力學(xué)性能下降，最終導(dǎo)致完全斷裂。應(yīng)該指出，有些材料耐初始裂紋生長(zhǎng)的性能很好，但一旦生成卻發(fā)展很快。而另一些材料就正好相反。