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金属疲劳

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金属疲劳在日常生活中随处可见,例如将铁丝或回纹针反复折拗几次后便会断裂。
疲劳现象发生于物件反复受应力时,可大致分为三阶段: 若应力超过一定阈值,在高应力集中点会形成微小裂缝(应力集中点包括:表面刮痕、尖锐填角、键槽、缺口等)[1] ,接者,随着每次的循环应力,裂缝逐渐扩张。最后一旦裂缝达到一临界尺寸,裂缝将快速扩展,物件断裂。物件设计的形状会显著地影响疲劳寿命, 例如,方孔和尖角凹槽会提高局部应力,裂缝较容易产生。相反地,若改成圆孔和圆滑凹槽,裂缝较不容易产生 <ref>[http://www.chinamae.com/shownews_146252_18.html 概述金属疲劳产生的原因及影响因素],中国机电网 ,2018-10-30</ref>
这种现象不限于固体金属,许多固体材料也都有这种现象发生。
==疲劳寿命==
美国材料和试验协会 <ref>[https://www.sohu.com/a/350601674_120060020 金属3D打印技术在轨道交通装备领域的应用研究现状] ,搜狐,2019-10-30</ref> 定义 疲劳寿命 (Nf) 为某规定应力下,一材料试片破损所需应力循环数。[2] 某些材料, 特别是钢、钛合金,低于一应力振幅之下不会疲劳破损,称为疲劳极限。
==影响疲劳寿命的因素==
*温度 : 极高温或低温会降低疲劳强度。剧烈的温差会造成热应力,而材料在低温时脆性较高,高温时易氧化或腐蚀。
*裂缝闭合 : 裂缝闭合是当承受应力疲乏时,张力负载卸力(unloading)过程仍存在部分张力时,裂缝间隙已闭合。这意味者,张力高于一特定值,裂缝才会张开。塑性变形、裂缝表面生成氧化物、裂缝进水、裂缝表面粗糙为解释裂缝闭合的可能原因。裂缝闭合可减缓裂缝生长速率,用以解释比预期更长的疲劳寿命。
 
==参考文献==
125,043
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