结构在交变载荷的作用下,其使用寿命分为裂纹形成寿命和裂纹扩展寿命两部分。裂纹形成寿命为由微观缺陷发展到宏观可检裂纹所对应的寿命,裂纹扩展寿命则是由宏观可检裂纹扩展到临界裂纹而发生破坏这段区间的寿命,裂纹扩展由断裂力学方法确定。
裂纹疲劳试验测试系统用于测定、观测疲劳试验中裂纹的预制、萌生、扩展速率等指标。
1、读数显微镜观测法
2、计算机CCD自动跟踪观测法
3、计算机自动电位测量法
4、计算机柔度测量法
材料在交变应力的作用下,经过一段时间而发生断裂的现象被称为疲劳。疲劳破坏时的应力<σb,甚至<σs;疲劳断裂是一种非常危险的断裂,不产生明显的塑性变形,呈现脆性的突然断裂。
疲劳破坏时循环应力引起的延时断裂,其断裂应力水平往往低于材料的抗拉强度,甚至低于其屈服强度。疲劳断裂寿命对循环应力不同而改变。应力高,寿命短;应力低则寿命长。当应力低于材料的疲劳强度时,寿命可无限长。
瞬断区是裂纹失稳扩展形成的区域,该区的断口比疲劳区粗糙,宏观特征如同静载,随材料性质而变。脆性材料断口呈结晶状;韧性材料断口,在心部平面应变区呈放射状或人字纹状,边缘区则有剪切唇。瞬断区大小与机件承受名义应力及材料性质有关,高名义应力或低韧性材料,瞬断区大;反之瞬断区则小。