由本人自己,基于机械工业出版社《工程材料力学性能》第2版(束德林主编),针对四川大学材料学院金属材料工程系期末复习整理。
（2）循环应力：
参量：最大应力σmax、最小应力σmin、平均应力σm=（σmax+σmin）、应力幅σa=（σmax-σmin）、应力比r= σ σ n 分类：A、对称交变应力；B、脉动应力；C、波动应力;D、不对称交变应力
2、疲劳现象及特点
★疲劳：金属在在变动应力或应变长期作用下，即使所受的应力低于屈服强度，由于累积损伤也会发生断裂的现象。
★疲劳分类：按照应力状态：弯曲疲劳、扭转疲劳、拉压疲劳和复合疲劳；
按照环境和接触情况：大气疲劳、腐蚀疲劳、高温疲劳、热疲劳、接触疲劳；
525 按照寿命和应力高低不同：高周疲劳Nf>10、低周疲劳Nf=10～10
疲劳寿命：裂纹尺寸从ao扩展到ac所需的循环周次，即疲劳剩余寿命。
过载损伤：金属在高于疲劳极限的应力水平下运转一定周次后，发生疲劳断裂的应力循环周次。
次负荷锻炼：金属在低于或近于疲劳极限下运转一定次数后，其疲劳极限会提高。可能是由于次负荷锻炼和轻度冷加工相似的缘故。
★Q:疲劳断裂特点：（简答题）
A、疲劳是低应力循环延时断裂即具有寿命的断裂。
B、疲劳是脆性断裂；
C、疲劳对缺陷（缺口、裂纹及组织缺陷）十分敏感。
3、★疲劳宏观断口特征
疲劳宏观断口包括：疲劳源、疲劳区、瞬断区。（表5-1，P97）
疲劳源是材料的薄弱部位，常在表面，也可在材料内部。裂纹的萌生地；裂纹处在亚稳扩展过程中。由于应力交变，断面摩擦而光亮，疲劳源区光亮最大。随应力状态及其大小的不同，可有一个或几个疲劳源。
疲劳区是疲劳裂纹亚稳扩展所形成的断口区域。断面比较光滑，并分布有贝纹线。贝纹线是疲劳区的最大特征。贝纹是由载荷变动而引起的。如机器的起停、偶然的过载等。循环应力低，材料韧性好，疲劳区大，贝纹线细、明显。有时在疲劳区的后部，还可看到沿扩展方向的疲劳台阶（高应力作用）。
瞬断区是裂纹最后失稳快速扩展所形成的断口区域。一般在疲劳源的对侧。其断口比疲劳区粗糙，脆性材料为结晶状断口；韧性材料有放射状纹理；边缘为剪切唇。
二、★疲劳曲线（S-N）（图5-4，P98）及基本疲劳力学性能:
1、（1）★疲劳极限σ-1：对于一些具有应变时效的金属材料，当循环应力
水平降低到某一临界值时，低应力段降为水平线，表明试样可以经无限次应
力循环也不发生疲劳断裂，故将对应的应力称为疲劳极限。（实际中是应
力循环N0=107周次材料不断裂所对应的应力值。）
7测定疲劳极限的基数N0=10
疲劳断裂应力判据：对称循环应力下σ>=σ-1，非对称循环应力下σ>=σr
（2）疲劳曲线测定：旋转疲劳弯曲试验机
（3）不同应力状态下的疲劳极限：P100
（4）疲劳极限与静强度之间关系P100
2、疲劳图和部队称循环疲劳极限P100-102
3、抗疲劳过载能力
抗疲劳过载损伤的能力用过载损伤界表示。
4、疲劳缺口敏感度qf：金属材料在交变载荷作用下的缺口敏感性用疲劳缺口敏感度qf来评定：
qf=（Kf-1)/(kt-1) Kt为理论应力集中系数，kf为疲劳缺口系数。
kf为光滑试样与缺口试样疲劳极限之比kf =σ-1/σ-1N
三、疲劳裂纹扩展速率da/dN和疲劳裂纹扩展门槛值ΔKth，P104-111
裂纹扩展的每一微小过程看成是裂纹体小区域的断裂过程，则设想应力强度因子幅度△K=Kmax-Kmin是疲劳裂纹扩展的控制因子，当△K小于某临界值△Kth时，疲劳裂纹不扩展，所以△Kth叫疲劳裂纹扩展的门槛值。