关于疲劳，你应该知道的知识！

    ASTM标准对疲劳的定义：The process of progressive, localized, permanent structural change occurring in a material, subjected to conditions that produce fluctuating stresses and strains at some point or points and that may culminate in cracks or complete fracture after a sufficient number of fluctuations.

    1）疲劳是一个累积发展、局部的会对结构产生永久性影响的一个过程；

    2）疲劳必须有交变的载荷；

    3）疲劳发生在局部位置；

    4）疲劳最终由于裂纹的发展而导致失效；

01 应力幅

    应力幅：最大应力减去最小应力。

02 应力比

    应力比：最小应力除以最大应力。

03 从P-S-N曲线到S-N曲线

    S-N曲线是疲劳分析最重要的基础，它描述了材料应力与循环寿命的关系。由于材料的疲劳特性不可避免地存在分散性，在疲劳试验中寿命的离散性非常大，因此在实际的工程应用中，考虑特定失效概率时S-N曲线被称为P-S-N曲线。（实际上规范定义的SN曲线都有对应的失效概率。）

04 Paris裂纹扩展定律

    Paris定义了疲劳裂纹扩展速率：

c和m为材料常数;

ΔK为应力强度因子的变化范围

从图中可以看出：

    在第I阶段，在材料的裂纹尖端存在应力或应变场的“门槛”值ΔKth，当应力强度因子超过这个“门槛”值后裂纹逐渐形成，因此这个阶段被称为裂纹萌生阶段，这个阶段中应力集中是控制参数。

    在第Ⅱ阶段，裂纹逐渐向前扩展，这个阶段被称为裂纹扩展阶段，是由应力强度因子变幅ΔK控制。

    在第Ⅲ阶段，当裂纹扩展到某个临界值之后，裂纹扩展的速度迅速增加且材料很快断裂，与这个临界值对应的应力强度因子称为断裂韧度，这时的裂纹长度称为临界裂纹长度，这个阶段由断裂韧度控制，但是这个阶段的寿命很短，因此在进行疲劳寿命评估时，第Ⅲ阶段的贡献通常可以不考虑。