【化】 high cycle fatigue
high; high-priced; lofty; loud; tall
【医】 homo-; hyper-; hypsi-; hypso-; per-
all; all over; circuit; circumferenc; cycle; thoughtful; week
【计】 REV
【化】 peri
【医】 para-; peri-; perimeter
fatigue; prostration; tire; tiredness; wear out; weariness
【化】 fatigue
【医】 defatigation; fatigue
高周疲劳（High-Cycle Fatigue，HCF）是材料在循环应力作用下发生失效的力学现象，其特点为应力水平低于材料屈服强度且循环次数高于$10$次。该术语在工程学和材料科学领域广泛应用，对应英文翻译需结合机械疲劳分类标准进行界定。
从微观机制分析，高周疲劳裂纹萌生主要源于材料表面或内部缺陷处的应力集中，其扩展过程遵循Paris定律： $$ frac{da}{dN} = C(Delta K)^m $$ 其中$a$为裂纹长度，$N$为循环次数，$Delta K$为应力强度因子幅值。该公式被收录于标准文件。
工程实践中，高周疲劳常见于航空发动机叶片、铁路轨道和旋转机械部件等承受高频低幅载荷的领域。美国国家航空航天局（NASA）在技术备忘录中明确指出，钛合金构件在$10$次循环后仍可能发生HCF失效。
与低周疲劳（LCF）的区分标准依据应变幅值：HCF对应弹性应变主导的失效模式，而LCF涉及塑性应变累积。这一分类方法在标准试验规程中有详细说明。
高周疲劳是材料在循环载荷作用下发生的一种疲劳失效现象，其核心特征在于低应力、高循环次数。以下从定义、特点、应用领域及与低周疲劳的对比进行解释：
高周疲劳（High Cycle Fatigue, HCF）指材料在低于其屈服强度的循环应力作用下，经历10⁴~10⁷次以上的载荷循环后，因微小裂纹萌生和扩展导致的断裂现象。常见于弹簧、传动轴、航空航天部件等承受高频低应力载荷的零件。
高周疲劳在航空航天（如飞机发动机叶片、机身结构）、汽车工业（如曲轴、齿轮）以及桥梁建筑等领域尤为关键。例如，飞机部件在飞行中需承受数万次低应力振动循环，需通过高周疲劳试验评估寿命。
| 特征 | 高周疲劳 | 低周疲劳 |
|---|---|---|
| 循环次数 | ≥10⁵次（通常10⁶~10⁷） | ≤10⁴~10⁵次 |
| 应力水平 | 低于屈服强度 | 接近或超过屈服强度 |
| 失效机制 | 裂纹萌生主导 | 塑性变形累积主导 |
| 分析方法 | 基于S-N曲线（应力-寿命曲线） | 基于应变-寿命曲线 |
高周疲劳的寿命预测常通过试验绘制S-N曲线（应力幅与循环次数的关系曲线），并结合材料表面质量、环境因素进行修正。例如，钛合金在航空发动机中的应用需严格控制表面加工缺陷以延长高周疲劳寿命。
如需更详细的数据或试验方法，可参考（中等权威性）和（航空航天应用案例）中的来源。
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