
【化】 fatigue notch factor
fatigue; prostration; tire; tiredness; wear out; weariness
【化】 fatigue
【医】 defatigation; fatigue
cut; kerf; rift
【化】 nick
【医】 incisio; incision
coefficient; modulus; quotiety
【计】 coefficient
【化】 coefficient
【医】 coefficient; quotient
【经】 coefficient; parameter; quotient
疲劳切口系数(Fatigue Notch Factor)是材料力学与疲劳分析中的重要概念,指材料因几何形状突变(如缺口、孔洞、沟槽等)导致局部应力集中,从而显著降低其疲劳强度的量化指标。其英文对应术语为Fatigue Notch Factor (Kf),区别于仅考虑弹性应力集中的理论应力集中系数(Kt)。以下是详细解释:
疲劳切口系数(Kf)定义为光滑试样的疲劳极限(σ₋₁)与含缺口试样的疲劳极限(σ₋₁ₙ)之比: $$ Kf = frac{sigma{-1}}{sigma_{-1n}} $$ 该值恒大于1,数值越高表明缺口对疲劳强度的削弱越严重。
延展性材料(如低碳钢)的Kf接近1,对缺口不敏感;脆性材料(如高强钢)的Kf趋近Kt,缺口敏感度高。
缺口曲率半径越小、深度越大,Kf值越高。
扭转疲劳的Kf通常低于拉压或弯曲疲劳。
在机械设计中,Kf直接用于含缺口构件的疲劳强度校核: $$ sigma{text{设计}} leq frac{sigma{-1}}{K_f} $$ 通过优化缺口形状(如增大圆角半径)或表面强化(喷丸、渗碳),可降低Kf值,延长零件寿命。
参考文献来源:
疲劳切口系数是用于评估焊接接头疲劳强度的重要参数,其核心定义和特点如下:
1. 基本定义
疲劳切口系数被定义为临界距离法得出的平均应力与热点应力之比值。在焊接结构中,热点应力(即几何不连续处的最大应力)与临界距离法计算的局部平均应力共同决定了该系数的数值特征。
2. 计算方法
通过有限元分析获得热点应力值后,结合临界距离法(在特定距离内对应力场进行平均)计算局部平均应力。计算公式可简化为:
$$
Kf = frac{sigma{text{平均}}}{sigma{text{热点}}}
$$
其中$sigma{text{平均}}$为临界距离内的平均应力,$sigma_{text{热点}}$为热点应力。
3. 应用特性
4. 与机械加工参数的区分
需注意与提到的机械加工切口系数(切削体积与进给距离比)区分,二者分属结构疲劳评估与加工工艺两个不同领域。
扩展建议
若需具体焊接接头的系数计算案例或厚度效应公式参数,可查阅焊接工程手册或疲劳分析专著进一步获取数据。
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