物件在足夠大的交變應力作用下,由于金屬構件外形突變或表面刻痕或內部缺陷等部位,都可能因較大的應力集中引發(fā)微觀(guān)裂紋。分散的微觀(guān)裂紋經(jīng)過(guò)集結溝通將形成宏觀(guān)裂紋。已形成的宏觀(guān)裂紋逐漸緩慢地擴展,構件橫截面逐步削弱,當達到一定限度時(shí),構件會(huì )突然斷裂。金屬因交變應力引起的上述失效現象,稱(chēng)為金屬的疲勞。靜載下塑性性能很好的材料,當承受交變應力時(shí),往往在應力低于屈服極限沒(méi)有明顯塑性變形的情況下,突然斷裂。疲勞斷口(見(jiàn)圖1-1)明顯地分為三個(gè)區域:裂紋源區、較為光滑的裂紋擴展區和較為粗糙的斷裂區。裂紋形成后,交變應力使裂紋的兩側時(shí)而張開(kāi)時(shí)而閉合,相互擠壓反復研磨,光滑區就是這樣形成的。載荷的間斷和大小的變化,在光滑區留下多條裂紋前沿線(xiàn)。至于粗糙的斷裂區,則是最后突然斷裂形成的。統計數據表明,機械零件的失效,約有70%左右是疲勞引起的,而且造成的事故大多數是災難性的。因此,通過(guò)實(shí)驗研究金屬材料抗疲勞的性能是有實(shí)際意義的。
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