疲勞曲線（S-N曲線）詳解
作者：百檢網 時間：2021-11-22 來源：互聯網
疲勞破壞是機械零部件失效的一個重要原因，并且經常造成重大的事故和損失。因此疲勞失效試驗是材料性能試驗中重要的一環。下面為大家介紹的疲勞試驗中常見的疲勞曲線，又稱S-N曲線。
疲勞曲線：金屬承受交變應力和斷裂循環周次之間的關系曲線。各種材料對變應力的抵抗能力，是以在一定循環作用次數N下，不產生破壞的應力σN來表示的。σN稱為 一定循環作用次數N的*限應力，也稱為條件疲勞*限。對于一種材料，根據實驗，可得出在各種循環作用次數N下的*限應力，以橫坐標為作用次數N、縱坐標為*限應力，繪成曲線，則稱為材料的疲勞曲線，或稱S-N曲線。
疲勞*限：當應力低于某一值時，試樣可以經受無限次的循環而不斷裂。此應力值稱為該材料的疲勞*限，通常用σr來表示。注腳r表示應力循環對稱系數。假如是對稱循環的變應力，即r＝?1；如是脈動循環時，即r＝0。疲勞*限分為持久疲勞*限、有限疲勞*限。
靜應力強度（AB段）：應力循環次數N≤1000以前，使材料試件發生破壞的應力值基本不隨N而變，這時的變應力強度可看作是靜應力強度的狀況。
低周疲勞（BC段）：隨著循環次數的增加，使材料發生疲勞破壞的應力不斷下降。C點相應的循環次數大約在10000左右。這一階段的疲勞現象稱為應變疲勞。由于應力循環次數相對很小，所以也叫做低周疲勞。
高周疲勞（CD段）：CD段代表有限壽命疲勞破壞。在此范圍內，試件經過相應次數的變應力作用后總會發生疲勞破壞。在D點以后，如果應力低于D點應力，則無論應力變化多少次,材料都不會破壞。故D點以后的水平線代表了試件無限壽命疲勞階段。這兩段曲線所代表的疲勞統稱高周疲勞。
對于具有應變時效的金屬及合金，S-N曲線具有明顯的水平部分，即該材料的疲勞*限具有持久疲勞*限。
對于沒有應變時效的金屬及合金，S-N曲線沒有水平部分。為了得到該材料的疲勞*限，則需規定某一N值對應的應力為“有限疲勞*限”。對于黑色金屬一般取10的7次方，有色金屬及不銹鋼取10的8次方。
疲勞曲線：
疲勞*限：當應力低于某一值時，試樣可以經受無限次的循環而不斷裂。此應力值稱為該材料的疲勞*限，通常用σr來表示。注腳r表示應力循環對稱系數。假如是對稱循環的變應力，即r＝?1；如是脈動循環時，即r＝0。疲勞*限分為持久疲勞*限、有限疲勞*限。
低周疲勞（BC段）：隨著循環次數的增加，使材料發生疲勞破壞的應力不斷下降。C點相應的循環次數大約在10000左右。這一階段的疲勞現象稱為應變疲勞。由于應力循環次數相對很小，所以也叫做低周疲勞。
高周疲勞（CD段）：CD段代表有限壽命疲勞破壞。在此范圍內，試件經過相應次數的變應力作用后總會發生疲勞破壞。在D點以后，如果應力低于D點應力，則無論應力變化多少次,材料都不會破壞。故D點以后的水平線代表了試件無限壽命疲勞階段。這兩段曲線所代表的疲勞統稱高周疲勞。
對于具有應變時效的金屬及合金，S-N曲線具有明顯的水平部分，即該材料的疲勞*限具有持久疲勞*限。
對于沒有應變時效的金屬及合金，S-N曲線沒有水平部分。為了得到該材料的疲勞*限，則需規定某一N值對應的應力為“有限疲勞*限”。對于黑色金屬一般取10的7次方，有色金屬及不銹鋼取10的8次方。