
【机】 fatigue crack
fatigue; prostration; tire; tiredness; wear out; weariness
【化】 fatigue
【医】 defatigation; fatigue
crack; fissure; rift; rip
【医】 dilaceration
疲劳裂痕(fatigue crack)是材料在循环应力作用下形成的渐进性结构损伤现象。该术语由“疲劳”(指材料因重复载荷产生的性能衰退)和“裂痕”(材料表面的微观断裂)组合而成,其英文对应术语在ASM材料手册中被明确定义为"progressive structural damage resulting from cyclic stresses"。
根据美国材料试验协会ASTM E1823标准,疲劳裂痕的形成包含三个阶段:
常见应用领域包括:
检测方法主要依据美国机械工程师协会ASME BPVC规范,包含超声波探伤、X射线成像和涡流检测技术。剑桥大学材料系研究显示,现代复合材料中疲劳裂痕扩展速率可降低40-60%(Cambridge University Materials Science, 2023)。
预防措施涉及改进热处理工艺(如喷丸强化)和采用断裂力学设计准则。美国联邦航空管理局FAA在AC 25.571-1D文件中规定了飞机结构的损伤容限要求。
疲劳裂痕(又称疲劳裂纹)是材料在循环应力或应变作用下,因局部损伤逐渐积累而形成的微观或宏观裂纹。以下是综合不同来源的详细解释:
疲劳裂痕是金属材料或构件在交变载荷长期作用下,从内部缺陷或应力集中区域开始萌生并扩展的裂纹。其特点在于裂纹形成时承受的应力通常远低于材料的抗拉强度()。
滑移带萌生
材料表面或内部晶粒在反复应力作用下,位错沿晶面滑动形成滑移带(微观塑性变形区域)。滑移带的不可逆运动导致表面侵入或挤出,最终引发微裂纹()。
应力集中
裂纹多起源于应力集中区域,例如:
疲劳裂痕的形成通常分为三个阶段:
如需更深入的工程案例分析或断口形貌特征,可参考相关文献或标准(如、10提供的设计建议)。
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