理解交变应力：特征量介绍与应用

随时间作交替变化的应力称为交变应力。材料在交变应力下的力学行为与应力变化状况有很大关系，在构件强度设计中必然会涉及应力变化的很多特征。下面就对表征交变应力的一些特征量进行介绍。

应力随时间变化的过程称为应力—时间历程（或称应力谱）。根据数学处理方法的不同，可对应力—时间历程分为确定性和随机性两大类。如果应力与时间有确定的函数关系式，且能用这一关系确定未来任一瞬间的应力，这种应力—时间历程称为确定性应力—时间历程，反之称为随机性应力—时间历程。确定性应力—时间历程又分为周期性应力—时间历程和非周期性应力—时间历程。本章只讨论周期性应力—时间历程，如图8.5所示。

图8.5　周期性应力—时间历程

表征周期性应力—时间历程，有如下特征量：

（1）应力循环——应力变化一个周期，称为应力的一次循环。例如，应力从最大值变到最小值，再从最小值变回到最大值。

（2）最大应力——一个应力循环中代数值最大的应力，用σmax表示。

（3）最小应力——一个应力循环中代数值最小的应力，用σmin表示。(www.xing528.com)

（4）平均应力——最大应力与最小应力的均值，用σm表示。

（5）应力幅值——最大应力与最小应力差值的一半，用σa表示。

（6）应力比——应力循环中最小应力与最大应力的比值，用r表示。

r＝－1称为对称循环，r≠－1称为非对称循环，r＝0称为脉冲循环，r＝1称为静应力。