12.1.5  低周疲劳的特点

高周疲劳和低周疲劳均是在交变循环载荷下造成的破坏。但低周疲劳与高周疲劳相比具有以下特点：

1）构件在承受弹塑性循环变形时，实际构件局部区域会产生宏观塑性变形，致使应力_-应变之间的关系不呈直线关系，从而形成滞后回线而发生低周疲劳破坏行为。相比较而言，对于在弹性应力循环下的高周疲劳不产生宏观塑性变形，只在高应力部位产生局部微观滑移变形，故宏观应力-应变关系为一直线。

（2）低周疲劳时，因存在循环塑性变形，故不能仅用S-N曲线描述材料的疲劳抗力，而应考虑添加Δε_p-N_f曲线描述材料的疲劳抗力。因为，当循环周次N小于10⁴～10⁵次时，试样表面应力达到屈服强度（如弯曲试样），故在S-N曲线上有段较为平坦，在这一段曲线中应力水平只要有少量变化，就对疲劳寿命影响很大。所以单用S-N曲线，数据较分散，难独立描述材料的实际寿命变化。

（3）低周疲劳破坏一般有多个裂纹源。由于应力比较高，裂纹形核期较短，只占总寿命的10%，但裂纹扩展速度较大。低周疲劳的条带较粗，间距也较宽，并且常常不连续。在许多合金中，特别是在超高强度钢和低强度材料中可能不出现条带。在某些金属材料中，如TH60钢，只有在破坏周次大于1000次时，才会出现疲劳条带。破坏周次在90次以下时，断口呈韧窝状态。破坏周次大于100次，还会出现轮胎花样。

4）低周疲劳寿命主要取决于塑性应变幅，而高周疲劳寿命则取决于应力幅或应力场强度因子，但两者都是循环塑性变形累积损伤的结果。