英语翻译：

【化】 fatigue crack; fatigue failure

分词翻译：

疲的英语翻译：

exhausted; tired; weary

劳的英语翻译：

fatigue; put sb. to the trouble of; service; work

失效的英语翻译：

invalidation; lapse
【计】 out-of-order
【化】 abatement; fail(ure); out of service; out-of-run
【医】 inactivation
【经】 cease to have effect; lapse

专业解析

疲劳失效（Fatigue Failure）是材料在重复或交变应力作用下发生的渐进性结构损伤现象，最终导致断裂。该术语在机械工程和材料科学领域具有明确的定义特征。

根据《ASM金属手册》（ASM Handbook Volume 19），疲劳失效过程包含三个核心阶段：

1. 裂纹萌生：微观缺陷在应力集中区域形成
2. 裂纹扩展：循环载荷作用下裂纹沿晶界或穿晶扩展
3. 最终断裂：剩余截面无法承受载荷时的瞬时分离

典型特征包括：

• 应力阈值：低于材料极限强度的循环应力即可引发
• 载荷敏感性：失效周次与应力幅呈反比例关系（Basquin定律） $$ N_f = C cdot (Deltasigma)^{-b} $$
• 断口形貌：呈现特征性海滩纹和放射状条纹（《ASTM E1823-21》标准）

应用领域涵盖航空发动机叶片（《航空材料学报》第32卷）、桥梁钢结构（AASHTO LRFD规范）及医疗器械植入物（ISO 7206标准）等关键工程场景。根据剑桥大学材料系研究数据，80%以上的机械失效属于疲劳失效范畴。

预防措施建议参考《机械设计手册》（第6版）提出的三点原则：

1. 降低应力集中系数（Kt < 2）
2. 控制载荷循环次数（N < 10次）
3. 实施定期无损检测（如超声探伤）

网络扩展解释

疲劳失效是材料或机械部件在循环应力或应变作用下，经过长期累积损伤后突然断裂的现象。以下是详细解释：

1.定义与发生条件

疲劳失效指材料在反复加载的应力或应变作用下，即使应力水平低于材料屈服强度，也会因局部损伤累积导致断裂。例如，齿轮、轴承等部件在长期交变载荷下易发生此类失效。

2.核心特点

• 低应力脆断：断裂时的应力通常远低于材料抗拉强度，甚至低于屈服强度。
• 无显著塑性变形：断裂前无明显预兆，属于突发性破坏。
• 局部损伤累积：裂纹从材料内部缺陷处萌生并逐渐扩展，最终导致断裂。

3.分类

• 机械疲劳：由交变机械应力引起（如旋转轴、齿轮）。
• 热疲劳：因温度循环产生的热应力导致（如发动机部件）。
• 接触疲劳：循环接触应力引发表面剥落（如轴承、齿轮）。
• 腐蚀疲劳：在腐蚀环境中受交变应力共同作用。

4.危害与影响

疲劳失效占机械零件失效的60%-70%，其突发性可能导致严重事故。例如，航空发动机叶片或桥梁结构若发生疲劳断裂，可能引发灾难性后果。

5.预防措施

• 优化设计：减少应力集中，如采用圆角过渡。
• 材料选择：使用高疲劳极限材料（如高强度合金）。
• 表面处理：通过喷丸、渗碳等工艺增强表面抗疲劳性。
• 定期检测：利用无损检测技术（如超声波）监测裂纹扩展。

如需进一步了解具体案例或测试方法，可参考材料力学或机械设计相关文献。

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