11.1.1  交变应力与疲劳失效

11.1.1 交变应力与疲劳失效

（1）交变应力

构件内一点处的应力随时间作周期性变化，这种应力称为交变应力。

（2）疲劳破坏

材料在交变应力作用下的破坏习惯上称为疲劳破坏。

（3）疲劳破坏的特点

试验结果表明：材料在交变应力作用下的破坏情况与静应力破坏有其本质的不同。材料在交变应力作用下破坏的主要特征是：

1）交变应力的破坏应力值一般低于静载荷作用下的强度极限值，有时甚至低于材料的屈服极限。

2）材料的破坏为脆性断裂，一般没有显著的塑性变形，即使是塑性材料也是如此。在构件破坏的断口上，明显地存在着两个区域：光滑区和颗粒状粗糙区。

3）材料发生破坏前，应力随时间变化经过多次重复，其循环次数与应力的大小有关。应力愈大，循环次数愈少。

（4）疲劳过程一般分三个阶段

1）裂纹萌生：在构件外形突变或材料内部缺陷等部位，都可能产生应力集中引起微观裂纹，分散的微观裂纹经过集结沟通，将形成宏观裂纹。

2）裂纹扩展：已形成的宏观裂纹在交变应力下逐渐扩展。

3）构件断裂：裂纹的扩展使构件截面逐渐削弱，削弱到一定极限时，构件便突然断裂。