【摘要】：当材料和结构受到多次重复变化的载荷作用后，应力值虽然始终没有超过材料的强度极限，甚至比弹性极限还低，却可能发生破坏，这种在交变载荷重复作用下材料和结构的破坏现象，就叫作疲劳破坏。疲劳破坏过程包括疲劳裂纹萌生、裂纹亚稳扩展和失稳扩展三个阶段。裂纹基本上沿着与主应力垂直的方向扩展，如图4-1中的阶段Ⅱ。
当材料和结构受到多次重复变化的载荷作用后，应力值虽然始终没有超过材料的强度极限，甚至比弹性极限还低，却可能发生破坏，这种在交变载荷重复作用下材料和结构的破坏现象，就叫作疲劳破坏。金属疲劳是指金属材料、零件/构件在循环应力或循环应变作用下，在一处或几处逐渐产生局部永久性累积损伤，经一定循环次数后产生裂纹或突然发生完全断裂的过程。疲劳破坏过程包括疲劳裂纹萌生、裂纹亚稳扩展和失稳扩展三个阶段。
1）疲劳裂纹萌生阶段。在循环载荷作用下，由于物体内部微观组织结构的不均匀性，某些薄弱部位首先形成微观裂纹，此后裂纹即沿着与主应力约成45°角的最大剪应力方向扩展。在此阶段，裂纹长度大致在0.05mm以内。若继续加载，微观裂纹就会发展成为宏观裂纹，如图4-1中的阶段Ⅰ。
2）裂纹亚稳扩展阶段。裂纹基本上沿着与主应力垂直的方向扩展，如图4-1中的阶段Ⅱ。借助电子显微镜可在断口表面上观察到此阶段中每一应力循环所遗留的疲劳条带。
3）裂纹失稳扩展阶段。当裂纹扩大到使物体残存截面不足以抵抗外载荷时，物体就会在某一次加载下突然断裂。(www.xing528.com)
图4-1 疲劳裂纹的萌生与扩展阶段
疲劳寿命主要由疲劳裂纹萌生阶段和裂纹亚稳扩展阶段所组成。
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