fatigue life是什麼意思，fatigue life的意思翻譯、用法、同義詞、例句

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專業解析

疲勞壽命（Fatigue Life） 是材料科學與工程力學中的一個核心概念，特指材料或結構在循環應力或應變作用下，直至發生疲勞失效（如斷裂）所能承受的應力循環總次數。它反映了材料抵抗周期性載荷導緻的漸進性損傷和最終破壞的能力，是評估零部件（如軸承、齒輪、飛機結構、橋梁構件）在交變載荷下耐久性和安全性的關鍵指标。

核心定義與機制

1. 疲勞失效過程：材料在遠低于其靜态強度的循環應力作用下，會經曆裂紋萌生、穩定擴展和最終失穩斷裂三個階段。疲勞壽命即對應從開始加載到完全斷裂的總循環次數（Nf）。
2. S-N曲線（應力-壽命曲線）：疲勞壽命通常通過實驗繪制的S-N曲線描述，該曲線表示應力幅值（S）與失效循環次數（N）的關系。公式可簡化為： $$ S = C cdot N^{-k} $$ 其中 ( C ) 和 ( k ) 為材料常數。例如，鋼材常存在疲勞極限（應力低于此值時，壽命視為無限長，通常對應 ( 10 ) 次循環）。

工程應用與影響因素

• 設計依據：工程師依據目标壽命（如汽車發動機部件需 ( 10 ) 次循環）選擇材料并設計結構，通過疲勞試驗或數值模拟（如有限元分析）預測壽命。
• 關鍵影響因素：
  • 應力集中（如孔洞、缺口會顯著縮短壽命）
  • 表面質量（粗糙表面易引發裂紋）
  • 環境介質（腐蝕環境加速疲勞）
  • 平均應力（拉伸平均應力降低壽命）。

權威定義參考

根據美國材料與試驗協會（ASTM International）标準：

“Fatigue life is the number of stress cycles of a specified character that a specimen sustains before failure of a specified nature occurs.”

（疲勞壽命是試樣在發生特定性質失效前所能承受的規定特征應力循環次數。）

來源：ASTM E1823 Standard Terminology Relating to Fatigue and Fracture Testing 。

實際案例

飛機起落架需滿足 ( 10 ) 次以上起降循環的疲勞壽命要求，其設計需通過全尺寸疲勞試驗驗證。例如，NASA在航天器結構設計中采用損傷容限分析（Damage Tolerance Analysis），确保即使存在微小裂紋，結構在檢測周期内仍滿足壽命要求。

擴展閱讀

• 《Metal Fatigue in Engineering》 (Fuchs & Stephens, Wiley)：經典教材，詳述壽命預測模型。
• NASA Technical Reports：公開數據庫提供航空航天材料疲勞數據（如報告編號 NASA/CR-2020-220163）。

網絡擴展資料

“fatigue life”是工程學和材料科學中的專業術語，指材料或結構在循環應力或應變作用下，發生疲勞失效前所能承受的應力循環次數或時間。以下是詳細解釋：

1. 定義與核心概念
   fatigue life（疲勞壽命）反映材料抵抗重複載荷導緻裂紋擴展直至斷裂的能力。例如，飛機機翼或橋梁部件在長期振動中可能因疲勞而失效，其設計需确保疲勞壽命滿足安全要求。

2. 應用領域

   • 機械工程：評估齒輪、軸承等機械部件的耐久性。
   • 航空航天：預測金屬材料在高頻振動下的性能衰減。
   • 建築工程：分析混凝土或鋼材在動态荷載下的壽命。

3. 影響因素

   • 應力水平：應力越大，疲勞壽命越短。
   • 材料特性：合金、複合材料等不同材質的抗疲勞性能差異顯著。
   • 環境條件：溫度、腐蝕性介質會加速疲勞損傷。

4. 相關術語

   • Fatigue strength（疲勞強度）：材料在特定循環次數下不失效的最大應力。
   • Fatigue crack（疲勞裂紋）：循環應力引發的微觀裂紋，最終導緻斷裂。
   • Fatigue test（疲勞試驗）：通過模拟循環載荷測定材料壽命的實驗方法。

5. 實際意義
   通過計算或實驗确定疲勞壽命，可優化設計、減少意外事故。例如，使用“疲勞壽命片”（fatigue life gage）監測設備關鍵部位的剩餘壽命。

如需更完整的工程案例或測試标準，可參考材料力學或機械設計相關文獻。

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