疲劳极限

疲劳极限

‌疲劳极限是指材料在经过无穷多次应力循环而不发生破坏时的最大应力值，也称为持久极限。这个概念用于描述材料在交变载荷作用下能够承受的最大应力，而不发生破坏的能力。疲劳极限是材料本身固有的性质，受到循环特征、试件变形的形式以及材料所处的环境等因素的影响。为了测定材料的疲劳极限，需要进行专门的疲劳试验，通常使用光滑小尺寸试样在专用的疲劳试验机上进行测试。‌在实际应用中，由于金属材料不可能进行无限多次的交变载荷试验，常规的疲劳强度计算通常基于名义应力进行，可以分为无限寿命计算和有限寿命计算。在机械零件如轴、齿轮、轴承、叶片、弹簧等中，交变应力会导致材料在较长时间的工作后产生裂纹或突然断裂，这种现象称为金属的疲劳。疲劳破坏是机械零件失效的主要原因之一，大约有80%以上的机械零件失效属于疲劳破坏。‌此外，根据循环荷载的幅值和频率，疲劳可以分为等幅疲劳、变幅疲劳和随机疲劳；根据材料破坏前所经历的循环次数以及疲劳荷载的应力水平，疲劳又可以分为高周疲劳、低周疲劳和亚临界疲劳。低周疲劳，也称为条件疲劳极限或低循环疲劳，是指在参照零件工作周期可能作用的次数下能承受的应力极限值，这有助于有效发挥材料的作用。‌综上所述，疲劳极限是材料科学和工程领域中的一个重要概念，对于理解和评估材料在长期交变载荷下的性能至关重要。