疲劳与断裂pdf

Ⅰ 钢结构的疲劳断裂的过程。

1、裂纹成核阶段

在交变载荷作用下，构件如果没有裂纹或是无缺陷的光滑的零部件，虽然名义应力小于材料的屈服极限，但因为材料不均匀，在构件的表面局部区域仍然能产生滑移。

用力学原理来解释，由于构件表面是平面应力状态，容易产生滑移，但看不到塑枣侍性变形特征。由于多次反复的循环滑移过程，便产生金属挤出和挤入的滑移带，由此形成微裂纹的核。

2、微裂纹扩展阶段

裂纹极形成后，微裂纹沿与主应力轴承45°的滑移面扩展。此阶段扩展深入表面很浅，大约十几微米，而且是有许多沿滑移带的裂纹。

3、宏观裂纹扩展阶段

这一阶段是从微观裂纹逐渐过渡过来的宏观阶段，裂纹扩展速率增加，扩展方向与拉应力垂直，且是单一裂纹扩展。一般认为裂纹长度a在0．01mm～ac范围内的扩展为宏观裂纹扩展阶段。

4、最后断裂让岩侍阶段

当裂纹扩展到足够大即达到临界尺寸ac时，便会产生失稳扩展而很快断裂。

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影响因素

1、钢材的内部缺陷，如偏析、夹渣、分层、裂纹等。

2、制作过程中剪切、冲孔、切割。

3、焊接结构中产生的残余应。

4、焊接缺陷的存在，如：气孔、夹渣、咬肉、未焊透等。

5、非焊接结构的孔洞、刻槽等坦吵。

6、构件的截面突变。

7、结构由于安装、温度应力、不均匀沉降等产生的附加应力集中。

Ⅱ 在交变载荷下,疲劳强度和疲劳断裂如何区别定义

材料在交变载荷作用一定时间后失效的现象。疲劳强度与断裂是材料在交变载荷作用一定拿兄首时间后失效的现象称为疲劳，交变应力与消数疲劳断裂的概念金属在交变应力作用下发生的断裂称为疲尘知劳断裂。

Ⅲ 什么叫疲劳断裂

是说疲劳性骨折吧？
劳性骨折又称压力性骨折，是因为经过反复运动或过度训练后，小腿肌肉紧张、淤血，肌衫橘枝肉附着的骨膜被牵引，刺激骨膜而发生浆液性炎症所致。由于骨头承受不了这种压力，加上缺乏适度休息，因此造成结构性的小裂痕；这种小裂痕并不会造成折断与移位，但只要每次运动稍微激烈一点，便会产生剧痛，随之让人寝食难安。这种病变80%发生在足部，而且由于这种伤害都是发生在训练量或敏很大的人，因此，这种伤情对运动员损害极大。青年体育训练中发生胫骨疲劳性骨折是常有的事，属于运动损伤。如果发生疲劳性骨折后，不注意休息，或者休息时间不够，又参加训练和比赛就容易再次造成再骨折甚至造成骨坏死。
胫骨疲劳骨折后骨坏死是由于骨损伤导致，与骨折部位供血障碍直接相关。如果运动员在发生疲劳骨折后只经过短期休息，又继续进行长时间剧烈运动，骨折处没伍含有得到充分的修复，出现了骨折———修复———再骨折———再修复这样一种反复过程。在此过程中，骨内血管受到反复损伤，形成微小血栓，血栓范围也不断扩大，当达到一定程度后，就会造成局部骨组织缺血，坏死。
一旦发生疲劳性骨折，应最少停止训练8周，使骨折完全修复，防止再次发生骨折发生骨坏死。如果确定为骨坏死，应及时到医院行钻孔减压或开槽减压治疗，解除骨内压增设，改善局部血循环，逐渐可治愈。

Ⅳ 求华中科大陈传尧《疲劳与断裂》教材PDF 清晰版

Ⅳ 什么是金属材料的疲劳断裂产生疲劳断裂的原因是什么

1、金属材料的疲劳断裂：许多机械零件和工程构件，是承受交变载荷工作的。在交变载荷的作用下，虽然应力水平低于材料的屈服极限，但经过长时间的应力反复循环作用以后，也会发生突然脆性断裂，这种现象叫做金属材料的疲劳。

2、产生原因：在交变应力作用下，材料和结构受到多次重复变化的载荷作用后，应力值瞎脊厅虽然始终没有超过材料的强度极限，甚至比弹性极限还低，在交变载荷重复作用下材料和结构产生破坏。

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通常，疲劳裂纹扩展可以分为三个阶段：第I阶段（裂纹萌生，shot cracks），第II阶段（裂纹扩展，long cracks），第III阶段（瞬时断裂，final fracture）

第I阶段：一旦裂纹萌生以后，就会沿着最大剪切应力平面(约45º)扩展，这一阶段是短裂纹萌生和扩展阶段。裂纹一直扩展直到遇到障碍物，如晶界、夹杂物或珠光体区。它无法容纳初始裂纹的扩展方向。因此，晶粒细化是可以提升材料疲劳强度的利用了引入大量微观障碍物的原理。

第II阶段：由于裂纹扩展，实际载荷的上升，应力强度因子磨隐K不断野含增加，在裂纹尖端附近的不同平面上开始发生滑移，于是就进入了第II阶段。

第III阶段：最终，当裂纹尖端应力强度因子超过了临界应力强度因子，那么裂纹失稳，发生快速扩展。

Ⅵ 中国科学院金属研究生材料疲劳与断裂实验室刘增田博士带领研究团队首次发现了什么的牙齿

中国科学院金属研究所材料疲劳与断裂实验室刘增乾博士带领配激研究团队首次发现了大熊猫牙齿能够实现自修复。

这为新型仿生材料研发提供了亮察新思路，并在人牙匹配型仿生复合义齿材料、高强高导电接触材料等方面研究取得新进展。

牙齿，是动物天生的进攻防卫武器和咀嚼食物助消化的工具，也是仿生材料的重点研究对象。

研究发现，大熊猫牙齿能够实现自修复，主要得益于其牙釉质具有高密度富含有机质的矿物质缝隙和巧妙的组织结构。

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牙釉质的变形、损伤与自动回复微观上都是以界面为媒介实现的。

水分子能够对自修复效应起到显着的促培键袜进作用，这主要归因于牙釉质界面中的天然有机质在水合条件下会发生溶胀、高分子链柔性提高、玻璃化转变温度降低等转变。

刘增乾研究团队在系统阐明天然生物材料梯度设计的形式、原则及其起到的作用与机制的基础上，首次提出了新型材料组织结构取向梯度的概念与设计原则，阐明了梯度结构取向与再取向对力学性能的优化机理，并且提炼了改善材料力学性能的仿生设计新思路。

同时，该研究组首次发现，材料在加载过程中发生的组织结构再取向不仅可以提高其变形能力，更能够为实现综合力学性能的改善提供有效的途径。

Ⅶ 为什么疲劳断裂对机械零件危害性较大

疲劳断裂与在静力作用下的断裂不同，不管是脆性材料还是韧性材料，疲唤橡燃劳断裂都是突然发生的，事先均和虚无明显的塑性变形的预兆，很难事先察如游觉，也属于低应力脆断，故具有很大的危险性。

Ⅷ 疲劳断口的主要特点

1、发生断裂时，零部件并无明显的宏观塑性变形，断裂裂衡前没有明显的预兆，而是突然地破坏。

2、通常引起疲劳断裂的应力值很低，常常低于静载时的屈服强度。

3、发生疲劳断裂产生的断口处能清楚地显示出裂纹源、扩展和最后断裂三个组成部分。

4、疲劳断口有各种型式，取决于载荷的类型，即所受应力为弯曲厅唤应力、扭转应力还是拉-压应力，同时与应力的大小和应力集中程度有关，一个典型的金属疲劳断口总是由疲劳源区、疲劳扩展区和瞬时断裂区三部分构成。

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注意事项：

1、常规疲劳试验中交变载荷的频率一般低于200Hz，无法精确测得一些零件在高频环境状态下的疲劳损伤。高频振动试验利用试验器材产生含有循环载荷频率为1000Hz左右特性的交变惯性力作用于疲劳试样上，可以满足在高频、低幅、高循环环境条件下服役金属材料的疲劳性能研究。

2、高频振动试验主要用于军民机械工程的需要。试验装置通常包括控制仪、电荷适配器、功率放大器、加速度计、振动台等。

3、在对断口定量分析的作用、疲劳断裂特征的物理数学模型系统阐述的基础上，全面阐明了疲劳断口定量分扮源凯析疲劳扩展寿命和疲劳应力的主要模型、公式和方法及其应用。