疲劳研究的历史问题

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1、维普资讯http://www.cqvip.com乡，I

2、-l‘第1l卷第2期材料科学与工程总第42期Vo1．11．NO．2．MaterialsScience&EngineeringJune．1993疲劳研究的历史回顾中国科学院金属研究所郑冶沙鬻王中光———一，，，—，_一"CG⋯、‘【摘要】本文总结了近一个半世纪以来疲劳研究的主要历程j其中包括裂纹扩展的断裂力学发展的部分。并指出裂纹屏蔽思想是疲劳研究年谱上最新一块里程碑，疲劳研究发展至今，可以说我们刚冈0进入控制裂纹扩展的大T1。各种新型材料将会不断提出涉及到多种学科

3、相关的更为复杂的疲劳问题，[~mi-5]、銎、／、-扩展循环载荷断裂力学裂纹闭合多．赫HistoricalReviewofFatigueStudyY．S．ZhengZ．G．WangInstituteofMetalResearch，AcademiaSinica【Abstract1Itisbrilliantlysummedupinthispaperthatthemaincourseoffatiguestudy、inaandmorethanhalfcentury，whichincludealsothepartsoffract

4、uremechanicsdevelopmentinvolvingcrackgrowth，But，itispointedoutin、thispaperthattheideaofcrackshieldingisanewestmilestoneinthechronicleOffati'guestudy，thedevelopmentoffatiguestudyupto’now，weenteredjustintothegateofcontrollingclackpropagation．variousnewmaterialswil

5、lconstantlyputcomplicatedfMiguequestionsrelatingwithinterdiscipline．Kword】fatiguecarckgrowth，cyclicload,fracturemechanics，crackclo—St

6、re十九世纪研，性高的轴车，早在1829年，德国工程师Albert做了铁链的重复载荷实验，’提出了第一份疲劳问题的究报告n，而金属疲劳这二概念可能是Y．Poneelet在1839年邑黎大学讲课时首次采用的在阐述材料的物理一化学性质时，这位Ecole理工学院

7、前院长指出，由于钢构件经受了周期拉伸与压缩载荷后将使其强度耗损I'1)3"11842年，凡尔赛铁路事故，导致了疲劳研究潮n，’十几年以后，．某些系统的疲劳研究开始了，德国A．WShler(i852)，针对当时火在重复应力作用下，多次发生台肩处断裂事故，首先开展了疲劳的试验研究，建立了应力一寿命图，提出了疲劳极限的概念n。不久，Braithwaite(1854)在伦敦土木工程师会上发表题为“Onthefatigueandtheconsequentfractureofmetals"的论文，第一次弓I用了“疲劳"一词n。18

8、70~1890年期间，在W6h1er工作的基础上，Gerber研究了平均应力对疲劳寿命的影响。Goodman提出了考虑平均应力影响的简单理论，建立丁平均应力影响图，即Goodman图n“o·1·o维普资讯http://www.cqvip.com二十世纪早期本世纪初，光学显微镜的出现为研究疲劳机制提供了工具，在1903年，J．A．Ewing和J．Humfrey首次用光学显微镜观察了疲劳滑移带和微裂纹，即在周期受力的铝单晶体和铁多晶体试样表面上有滑移带逐步发展，这些滑移带最终变宽而形成裂纹，他们认为这些微裂纹是由于作用在滑

9、移面间的摩擦所造成的，由于在疲劳断裂区中发现一些小的晶体碎块导致他们采取这一观点，最终确认局部应力集中区的滑移线或滑移带是产生疲劳微裂纹的先兆，但是，这项成果在经历了半多世纪之久而未受到注意n。C．DeFr6minville(1906)认为疲劳损伤的原因是显微结构中的不均匀性；而L．Bairstow(1910)则认为是滞后回线的变化(应该注意在1886年，J．Bauschinger在研究这种回线的变化结果中，将疲劳极限称作“自然的弹性极限")G．T．Beilby(1911)提出了“在滑移带的微区中金属结晶组织转变为非结

10、晶组织"这一理论，W．Rosnhain(1919)得到了同样的结论。C．E．Inglis(1913)给出在一个平面透镜型裂纹附近莳应力与应变问题的解，即椭圆孔的应力集中理论，推导出缺口根部最大应力的经典公式。B．P．Haigh(1914)第一个采用能量假说，并取应变能的极限值作为疲劳破坏的临界条件n。H．T．Gough与D．Han