疲劳断裂是结构零、部件失效的主要模式。据统计,由于结构部件失效导致的重大事故中的85%^-90%与疲劳断裂有关。根据断裂力学的观点,金属结构件的疲劳破坏是由于主裂纹扩展到临界尺寸而造成的,结构的寿命取决于结构危险部位裂纹的萌生与扩展。该方法将疲劳断裂过程分为三个阶段。一是构件在交变力作用下产生初始裂纹(初始裂纹定义至今仍无统一标准,习惯上为0.5^-1mm);二是裂纹开始扩展,疲劳耐久测试,以致产生较大宏观裂纹;三是裂纹急剧扩展,迅速导致破坏,汽车耐久疲劳测试,它的寿命往往很短,称瞬间断裂寿命,工程上不予考察。
汽车耐久性试验是为了考核整车、系统、子系统和零部件可靠性的一组试验,疲劳耐久寿命是耐久性试验考核的重点。疲劳是指试件或构件材料在交变应力与交变应变的作用下,疲劳耐久性测试,裂纹萌生、扩展,直到小片脱落或断裂的过程称为疲劳。汽车在行驶时不断受到由于路面不平而引起的路面冲击载荷,同时还受到转向侧向力、驱动力和制动力的作用。这些力一般都随着时间发生变化。另外,汽车发动机本身也是一个振动源。因此汽车在行驶过程中处于一个相当复杂的振动环境中,其各个零部件一般都会受到随着时间发生的应力、应变的作用。
基本假定:由相同的材料制成的构件(元件或结构细节),如果在疲劳危险区承受相同的局部应变能历程,则它们具有相同的疲劳裂纹形成寿命。
能量法的材料性能数据主要是材料的循环应力一应变曲线和循环能耗一寿命曲线。虽然在现有的能量法中均假设各循环的能耗是线性可加的,而事实上由于循环加载过程中材料内部的损伤界面不断扩大,因此能耗总量与循环数之间的关系是非线性的。这一关键问题导致了能量法难于运用于工程实际。因此能量法可能不是一种十分合理和有前途的方法。
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