疲劳裂纹扩展门槛值疲劳裂纹扩展速率曲线什么是裂纹闭合效应

一：影响疲劳裂纹扩展速率的主要因素有哪些

疲劳是指在交变应力作用下发生在材料或结构某点局部、永久性的损伤递增过程。疲劳在自然界和工程上比较普遍。

在金属结构的失效形式里，疲劳断裂是一种主要形式，约占失效结构的90%，而疲劳断裂是由于金属结构在循环载荷的作用下，由于各种原因(如应力集中等)，引起疲劳强度降低而产生裂纹，最终由裂纹的扩展而导致结构失效。

疲劳裂纹扩展的规律

疲劳裂纹在扩展过程中一般可分为三个阶段：近门槛值阶段、高速扩展阶段(Paris区)和最终断裂阶段。在近门槛扩展阶段，疲劳裂纹的扩展速率很小，疲劳裂纹扩展速率随着应力强度因子范围△K的降低而迅速下降，直至da/dN→0，与此对应的△K值称为疲劳裂纹扩展门槛值，记为△K；在Paris区，疲劳裂纹扩展速率可以用Paris公式来定量地进行描述。

其中，C和m是试验确定的常数。在高速扩展区，随着△K的提高，裂纹扩展速率升高，当疲劳循环的最大应力强度因子Kmax接近材料的Kic时，裂纹扩展速率急剧增加，最终导致构件断裂。

疲劳裂纹扩展一般由疲劳裂纹扩展速率da/dN表征，即在疲劳载荷作用下，裂纹长度a随循环次数N的变化率，反映裂纹扩展的快慢。疲劳裂纹扩展速率da/dN的控制参量是应力强度因子幅度△K，表示材料的疲劳性能。

研究疲劳裂纹的扩展规律一般通过两种途径：

一是过实验室观察，根据实验结果直接总结出裂纹扩展规律的经验公式；

二是结合微观实验研究提出裂纹扩展机理的假设模型，推导出裂纹扩展规律的理论公式。疲劳裂纹扩展规律的研究，主要是寻求裂纹扩展速率da/dN与各有关参量之间的关系。

疲劳裂纹扩展影响因素

1. 残余应力对疲劳裂纹扩展的影响

(1) 残余应力模型认为，在加载过程中裂纹**，裂纹尖端附近形成一个塑性区，载荷峰值越大，则塑性区尺寸就越大：卸载后，由于塑性区周围的弹性区材料要恢复原来的尺寸，为了保持变形协调，已产生了永久变形的塑性区内的材料就要受到周围弹性区的压缩而产生残余压应力。

(2) 残余应力对结构的实有应力分布有很大的影响，许多人在这方面都做过研究，其中达成共识的是，残余压应力使疲劳裂纹的扩展减缓。

(3 ) 从两方面分析了残余应力对疲劳裂纹扩展的影响：a. 残余压应力使裂纹的两个面压紧，从而使裂纹闭合；b. 降低了裂纹的最大应力强度因子Kmax，使裂纹扩展驱动力降低。

2. 超载对疲劳裂纹扩展的影响

在裂纹尖端残余应力的基础上，过载使裂纹尖端形成大塑性区，而塑性区阻碍裂纹增长，使裂纹产生停滞效应。

施加过载时，裂纹尖端产生较大的残余拉应变，过载后，在随后的恒定△K作用下逐渐卸载过程中，因裂尖已形成残余拉应变，使裂纹尖端过早闭合，会产生裂纹的闭合效应，从而裂纹尖端实际的应力强度因子△Keff比实际外加值△KI小，所以延缓裂纹扩展速率。

国内的超载对疲劳裂纹的影响的研究主要集中在实验研究上，理论方面有所欠缺。

3. 温度对疲劳裂纹扩展的影响

大量的实验表明，对于大多数材料，随温度的升高，da/dN增高。随da/dN的增高，温度对da/dN的影响减弱。

4. 加载频率对疲劳裂纹扩展的影响

在研究周期频率对合金裂纹扩展的影响过程中，学者提出了高温环境下，由于频率的影响，可从试件断口形貌特征将疲劳行为分为周期相关性、时间相关性和周期-时间相关性3种类型。

由于材料或环境的因素，加载频率对疲劳裂纹扩展速率将产生很大的影响。

以工业Ti为对象研究了加载频率对中温环境下疲劳裂纹扩展的影响，并用弹、粘塑性理论对其进行了理论上的探讨。基于该理论的本构关系和利用有限元方法，对裂纹......余下全文>>

二：金属材料屈服强度和疲劳裂纹门槛值有什么关系

根据近期的理论和实验研究结果,阐明金属材料的屈服强度对疲劳极限、疲劳裂纹起始门槛值,以及长寿命范围内的疲劳裂纹起始寿命有重大影响。屈服强度高的材料,

三：槛值是什么意思

这是个外来词

threshold value

还是请楼主自己看吧

1) the threshold

槛值

2) threshold

门槛值

1.An Investigation on the Relation between the Fatigue Crack Propagation Threshold and Grain Size The Application of the Dislocation Theory;

疲劳裂纹扩展门槛值与晶粒尺寸关系的研究—位错理论的应用

2.In contrast with the threshold of fatigue cracks,a series of regulation of expanding of fatigue small cracks has been deduced.

采用对比分析方法,从疲劳裂纹的门槛值角度出发,归纳总结了疲劳裂纹的扩展规律。

3) threshold value

门槛值

1.Influence of stress ratio R on threshold value △K_(th) of fatigue crack propagation for welded joints of 09CuPCrNi steel;

应力比R对09CuPCrNi钢焊接接头疲劳裂纹扩展门槛值△K_(th)的影响

2.The resul恭s show that the threshold value △Kth of steel with 1.

8％Si钢的门槛值△Kth较 0。

供你参考

四：材料的力学性能的图书

出版社: 西北工业大学出版社; 第2版 (2001年8月1日)丛书名: 高等学校材料科学系列教材正文语种: 简体中文ISBN: 7561212054, 9787561212059条形码: 9787561212059产品尺寸及重量: 25.6 x 18.4 x 1 cm ; 322 gASIN: B002WWUSJ2内容简介全书共十四章，可分为三大部分。第一部分包括第一章至第七章，主要介绍与评价金属结构件安全性相关的力学性。第二部分包括第八章至第十一章，介绍与评价金属结构件使用寿命相关的力学性能。考虑到复合材料、高分子材料与陶瓷材料将作为结构材料在工程中应用，故第三部分介绍这些材料的力学性能。《材料的力学性能》可作为高等院校材料科学与工程各专业的教材，也可作为从事金属与非金属制作加工、机械与结构设计等领域内工作的工程技术人员的参考书。绪论第一章　材料的拉伸性能1.1 引言1.2　拉伸试验1.3　脆性材料的拉伸性能1.4　高塑性材料的拉伸性能（Ⅰ）——连续塑性变形强化1.5 高塑性材料的拉伸性能（Ⅱ）——不连续塑性变形强化第二章　弹性变形与塑性变形2.1 引言2.2　弹性变形2.3　弹性极限与弹性比功2.4　弹性不完善性2.5 塑性变形U2.6　屈服强度2.7　形变强化第三章其它静加载下的力学性能3.1 引言3.2　扭转试验3.3　弯曲试验3.4　压缩试验3.5　剪切试验第四章　材料的硬度4.1 引言4.2　布氏硬度4.3　洛氏硬度4.4　维氏硬度4.5　显微硬度4.6 肖氏硬度第五章　断裂5.1 引言5.2　脆性断裂5.3　理论断裂强度和脆断强度理论5.4　延性断裂5.5　脆性一韧性转变第六章　切口强度与切口冲击韧性6.1 引言6.2　局部应力与局部应变6.3　切口强度的实验测定6.4　切口强度的估算6.5　切口敏感度评估6.6　切口冲击韧性6.7　低温脆性第七章　断裂韧性7.1 引言7.2　裂纹的应力分析7.3 裂纹扩展力或裂纹扩展的能量释放率7.4　平面应变断裂韧性7.5　裂纹尖端塑性区U*7.6　平面应变断裂韧性§K§-IC的测定7.7　金属的韧化U*7.8 估算§K§-IC的模型和经验关系式U*7.9　裂纹尖端张开位移U*7.10 §J§积分U*第八章　金属的疲劳8.1 引言8.2　金属在对称循环应力下的疲劳8.3　非对称循环应力下的疲劳8.4　疲劳切口敏感度8.5　累积疲劳损伤8.6　疲劳失效过程和机制8.7　应变疲劳8.8　疲劳裂纹形成寿命的估算U*8.9　疲劳裂纹扩展速率及门槛值……第九章　材料在高温下的力学性能第十章　环境介质作用下金属的力学性能第十一章　金属的磨损与接触疲劳第十二章　复合材料的力学性能第十三章　高分子材料的力学性能第十四章　陶瓷材料的力学性能思考题与习题参考文献

五：金属疲劳裂纹扩展速率分为哪几个阶段