主要介绍了疲劳强度指标及影响疲劳性能的因素,其中疲劳强度指标包括S-N曲线,疲劳极限,过载持久值,过载损伤界,疲劳缺口敏感度。影响疲劳性能的因素包括载荷因素,表面状态,尺寸因素,组织因素,低周疲劳特点,循环硬化及循环软化。
1、如下图所示为一材料在Paris机制下的裂纹生长速率da/dt 与循环应力集中系数ΔK间的曲线关系。求这种材料的参数C和m。(提示:在曲线的较直的部分任意取两点,求出这一段直线的倾斜度m。)
2、什么叫低周疲劳?有何特点?低周疲劳数据工程意义是什么?
3、试述金属的硬化与软化现象及产生条件
4、很多年以前,在伦敦议会建筑物“大钟楼”的大钟上发现了一条裂纹们为了使它不至于突然发生破坏或者完全更换没决定换一个小一点的钟锤,并把大钟转一个方向以改变钟锤的敲击位置,经过改装以后,大钟的寿命成功地延长至今,试说明改装成功的原因?
5、讨论材料的疲劳抗力与抗拉强度、塑性、韧性之间的关系。
6、比较金属材料、陶瓷材料、高分子材料和复合材料疲劳断裂的特点?
7、与光滑试样的静拉伸断裂相比,试述疲劳断裂的一般规律和特点是什么?
8、J积分的主要优点是什么?为什么用这种方法测定低中强度材料的断裂韧性要比一般的KIC测定方法其试样尺寸要小很多?
9、列出至少三个可以显著提高金属疲劳性能的改善措施。
10、某压力容器受到升压降压交变应力△σ=120 MPa作用,计算得知该容器允许的临界裂纹长度2ac=125 mm,检查发现该容器有一长度2a=42 mm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C=2×10-10,n=3,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?
教材阅读:
1. 王磊 编著,材料的力学性能,东北大学出版社,2007年,第7章,161-172