二、疲勞曲線與疲勞極限

在交變載荷下，金屬承受交變應(yīng)力和斷裂循環(huán)周次之間的關(guān)系，通常用疲勞曲線來(lái)描述。大量試驗(yàn)證明，金屬材料在交變應(yīng)力作用下發(fā)生疲勞破壞時(shí)，其所承受的最大交變應(yīng)力(σ_max)愈大，則斷裂時(shí)所經(jīng)歷的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N(疲勞壽命)愈小;σ_max愈小，則N愈大。對(duì)用同種材料制作的試樣在不同的應(yīng)力條件下進(jìn)行系列疲勞循環(huán)試驗(yàn)，可得到交變應(yīng)力σ_max和對(duì)應(yīng)的疲勞壽命N的關(guān)系曲線，稱為疲勞曲線(或S—N曲線)。

圖1-14所示為一般鋼鐵材料的疲勞曲線，其特征是當(dāng)循環(huán)應(yīng)力小于某一數(shù)值時(shí)，循環(huán)周次可以達(dá)到很大，甚至無(wú)限大，試樣仍不發(fā)生疲勞斷裂，這個(gè)應(yīng)力值就是試樣不會(huì)發(fā)生疲勞斷裂的最大循環(huán)應(yīng)力，該應(yīng)力值稱為材料的疲勞極限。按GB4337—1984規(guī)定，一般鋼鐵材料取循環(huán)周次為10⁷時(shí)，試樣能承受的最大循環(huán)應(yīng)力作為材料的疲勞極限。光滑試樣對(duì)稱循環(huán)旋轉(zhuǎn)彎曲的疲勞極限用σ_－1表示。

1-14　鋼鐵材料的疲勞曲線示意圖