疲劳分析术语解析

（1）高、低疲劳周期 根据应力幅度和预期的导致破坏所需的循环次数，可将疲劳分为以下两类：

✧ 高周疲劳：交变应力的大小适中，在材料中几乎不产生或只产生很小的塑性变形。处于这种载荷下的零件，在疲劳失效发生前可承受最高循环次数超过10⁴次时为高周疲劳，由于应力通常比材料的极限强度低，故称为应力疲劳（Stress-based）。

✧ 低周疲劳：低周疲劳在循环次数相对较低时发生，循环次数不超过10⁴次，低周疲劳常常伴随材料的塑性变形，故又称为应变疲劳（Strain-based）。

（2）疲劳强度 在给定周期数下，疲劳失效发生时的应力。

（3）交变载荷类型 当交变载荷引起的机械结构最大和最小应力水平均恒定时，称为恒定振幅载荷。这是载荷的最简单形式，否则，则为变化振幅或非恒定振幅载荷。

（4）应力循环 应力重复出现一次称为一个应力循环，重复出现的次数称为循环数。完成一个应力循环所需要的时间称为一个周期，如图7-2所示。

图7-2 应力循环

（5）平均应力和应力幅 结构在恒定振幅、比例载荷作用下的应力变化情况，σ_min和σ_max分别为最小和最大应力值，则平均应力σ_m为

应力幅σ_a

（6）循环特征（应力比）将交变应力的最小应力和最大应力的比值称为循环特性或应力比，用r表示，即(www.xing528.com)

当交变应力的最大应力和最小应力大小相等且方向相反时，称为对称循环交变应力，相对应的载荷为对称循环载荷，这时r=−1，如图7-3所示。

当交变应力在零到某一最大值间循环变化时，称为脉动循环交变应力，相对应的载荷称为脉动循环载荷，此时r=0，如图7-4所示。

图7-3 对称循环变应力

图7-4 不对称循环变应力

（7）应力-寿命曲线 结构在交变应力作用下，要经过一定次数的循环，才会发生疲劳破坏，而且在同一循环特征下，交变应力越大，经历的循环次数越少，交变应力σ与循环次数N之间的关系称为应力-寿命曲线，即S-N曲线。

材料的S-N曲线定义为交替应力值与指定应力比率下失效所需的周期数。典型的S-N曲线如图7-5所示。Y轴表示交替应力（S），X轴表示循环数（N）。S-N曲线是基于应力比率或平均应力的。可以定义多条具有不同材料应力比的S-N曲线，在定义多条材料的S-N曲线时，软件使用线性插值法提取数据。S-N曲线是以平均疲劳生命或给定的失效概率为基础的。为材料创建S-N曲线需要多次测试，以在统计上区分交替应力、平均应力（或应力比率）和周期数。

图7-5 S-N曲线