金属疲劳寿命的研究现状

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1、金属疲劳寿命的研宄现状TheResearchingProgressaboutFatigueLifeofMetalMateri摘要：金属材料的疲劳不易被发现，且影响疲劳寿命的因素很多目前预测方法主要有:名义应力法，局部应力应变法，断裂力学法等。简述了当前国内外在这方面的研宄进展，以及疲劳寿命预测在结构寿命设计及损伤容限设计上的重要意义。关键词：金属材料疲劳寿命寿命预测Abstract：Itisnoteasytofindthemetalmaterialfatiguelife.AndtherearemanyobjectivesaffectthemetalmaterialfatiguelifeN

2、owdays,thepredictionmethodsarenominalstressmethod,localstress-strainmethod,fractureforcemechanicsmethod,etc.Thispaperintroducedtherecentresearchingprogressintheworld,andintroducedtheimportantsignificanceoffatiguelifepredictioninstructurelifedesignanddamagelimitationdesign.Keywords:metalmaterial;f

3、atiguelife;Lifeprediction一.引言随着人们生活水平的日益提高，金属也越来越广泛地应用于各行各业，因而金属的疲劳性能也越来越被人们关注。什么是金属的疲劳?这里引用美国试验与材料协会(ASTM)在“疲劳试验及数据统计分析之有关术语的标准定义”(ASTME206-72)屮所作的定义:在某点或某些点承受扰动应力，且在足够多的循环扰动作用之后形成裂纹或完全断裂的材料中所发生的局部的、永久结构变化的发展过程，称为疲劳由于金属材料的疲劳一般难以发现，因此常常造成突然的事故。早在100多年以前，人们就发现了金属疲劳给各个方面带来的损害。但由于技术的落后，还不能査明疲劳破坏的原因。

4、在第二次世界大战期间，美国的5000艘货船共发生1000多次破坏事故，有238艘完全报废，其中大部分耍归咎于金属的疲劳。直到出现了电子显微镜之后，人类在揭开金属疲劳秘密的道路上不断取得了新的成果，才幵发出一些发现和消除金属疲劳的手段。一.疲劳寿命的有关研究由于金属材料的疲劳一般难以发现，因此常常造成突然的事故。早在100多年以前，人们就发现了金属疲劳给各个方面带来的损害。但由于技术的落后，还不能查明疲劳破坏的原因。在第二次世界大战期间，美国的5000艘货船共发生1000多次破坏事故，有238艘完全报废，其中大部分要归咎于金属的疲劳。直到出现了电子显微镜之后，人类在揭开金属疲劳秘密的道路上

5、不断取得了新的成果，才开发出一些发现和消除金属疲劳的手段。科学研宄表明，金属疲劳并非完全难以检测。近年来，应用科学的检测手段避免了不少因金属疲劳而可能发生的事故。科学家证实，汽车刹车突然失灵而掉下悬崖、飞机发动机突然爆裂、强风使铁桥崩塌等惨祸发生前，刹车、机身、桥梁上都会产生异常震动，这实际上就是“金属疲劳”的一种征兆。所以，当工程师设计飞机、汽车、桥梁或其他机械时，都必须考虑到金属疲劳问题，并对这些金属建筑或机械定期“体检”，以确保安全。所有金属表面都存在微小缺陷，有的肉眼看得见，有的肉眼看不见。这些瑕疵都会使得应力在该处产生，从而导致金属开始裂开，所以，当一次负载过重或是多次猛烈晃动

6、，都会导致金属疲劳而从瑕疵处裂开。现在，冶金学家使可以用显微镜来检视金属表面看不见的瑕疵，他们研宄如何以最好的方法来保护金属，以免使得金属疲劳。给金属过度加压或扭转会导致金属疲劳，由于这个原因，在使用金属部件时，工程师必须要测试金属的结构，用电子计量器可以测量压力以及因压力所造成的伤害。冶金学家通过研究金属的破裂状况，能更加了解金属的结构，以便如何研究减少金属破裂的概率。H本原子能研究所的研究人员还研制出了一种“聪明涂料”，这种涂料初看和普通涂料没什么区别，但实际上涂料中摻入了钛酸铅粉末。将“聪明涂料”涂在金属板上，再敲击金属板使其震动，结果涂膜中会产生电流，这便可作为研究人员分析金属疲

7、劳程度的信息。例如，将“聪明涂料”涂在飞机机翼上，然后经常测定涂膜中产生的电流，一旦发现异常电流，立即实施紧急精密检查，及时查明原因，便可排除事故隐患。在现今这个机器时代和未来的机器人时代，如何防止金属疲劳显得尤为重要。现在人们已经知道了一些改进和强化金属，相当于提高了金属的“健康”程度，可以让金属尽量少出现“疲劳”现象。古人就知道了如何让金属“强壮”的方法，那就是锻炼它们，令它们“百炼成钢”。现在我们所说的“锻炼身体”一词，其实就