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1、性能学作业1、揭示下列疲劳性能指标的意义。 疲劳强度-1，-p，-1，-1N：按照顺序依次是对称弯曲疲劳强度，对称拉压疲劳强度，对称扭转疲劳强度，缺口试样疲劳强度。 疲劳缺口敏感度qf：材料在变动应力作用下的缺口敏感性，用疲劳缺口敏感度qf表征，qf=0，对缺口不敏感；qf=1很敏感。 过载损伤界：每个过载应力下运行能引起损伤的最少循环周次的连线即为过载损伤界。 疲劳门槛值Kth：疲劳裂纹不扩展的DKI临界值 2、列举提高零件的疲劳寿命的方法。 1) 次载锻炼：在小于疲劳强度的应力下先运行一定周次，可以提高材料的疲劳强度； 2) 温度降低，疲劳强度升高； 提高工件表面塑变抗力，降低表面的有效拉
2、应力，可抑制表面疲劳裂纹的萌生与扩展，提高承受弯曲和扭转循环载荷下材料的疲劳强度； 这种表面强化处理产生的残余压应力，因在表面缺口处产生压应力集中，可有效地降低缺口根部的拉应力集中，对带缺口机件的有利影响更显著。 1、表面喷丸及滚压 使机件表面产生形变强化，同时产生残余压应力。提高了表层材料强度，能抵消部分表层工作的拉应力，还可降低缺口应力集中系数和疲劳缺口敏感度，降低疲劳损伤，提高材料疲劳抗力。 2、表面热处理和化学处理 表层强化，表层残余压应力。 3、复合强化 如渗氮+表面淬火，渗碳+喷丸。 3) 材料成分及组织的影响 1、合金成分 工程结构材料中，结构钢的疲劳强度最高。结构钢中碳是影响疲
3、劳强度的重要因素，既可间隙固溶强化基体，又可形成弥散碳化物进行弥散强化。提高材料的形变抗力和疲劳强度。含碳量越高，作用越大。 2、非金属夹杂物及冶金缺陷：材料在冶炼、轧制、铸造及零件焊接、热处理过程中产生的气孔、缩孔、偏析、夹杂、白点、折叠、裂纹等缺陷都可能是裂纹源，从而严重降低材料的疲劳强度和疲劳寿命。 3、晶粒大小：细化晶粒提高材料疲劳强度； 3、说明疲劳裂纹扩展曲线的三个区域的特点和影响因素。 ：疲劳裂纹沿最大切应力方向向内扩展。 ：穿晶扩展，沿垂直拉应力方向向前扩展形成主裂纹，直至最后形成剪切唇。对韧性材料：韧性疲劳条带；对脆性材料：脆性条带。疲劳条带：是略呈弯曲并相互平行的沟槽状花样
4、，与裂纹扩展方向垂直是疲劳断口最典型的微观特征。 III区是疲劳裂纹扩展的最后阶段，扩展速率很大，并随K增加而很快的增大，只需扩展很少的周次即会导致材料失稳断裂 影响因素有：材料的成分，组织，载荷条件和环境因素等。 4、某压力容器受到升压降压交变应力120MPa作用，计算得知该容器允许的临界裂纹长度2ac125mm，检查发现该容器有一长度2a42mm的周向穿透裂纹，假设疲劳裂纹扩展符合Paris公式，假设疲劳扩展系数C21010，n3，试计算该容器的疲劳寿命和循环10万次后的疲劳裂纹长度是多少？ dan=C(DK) 由Paris公式dN0.06251N=a-3/2=3015 30.021CDsp()将N=10万次代入Nc=求得a0=0.1mm 所以裂纹长度为0.2mm 2(n-2)C(YDs)n11(n-2)/2-(n-2)/2 aca0
