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疲勞斷裂英文解釋翻譯、疲勞斷裂的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯:

【化】 fatigue crack; fatigue failure; fatigue fracture

相關詞條:

1.fatiguefracture  2.tiguefailure  3.fatiguefailure  4.fatiguebreak  5.endurancefailure  6.fatiguebreakdown  

分詞翻譯:

疲勞的英語翻譯:

fatigue; prostration; tire; tiredness; wear out; weariness
【化】 fatigue
【醫】 defatigation; fatigue

斷裂的英語翻譯:

part; rupture
【計】 break-away; breakout
【化】 breakage; cracking; failure breaking; fracture
【醫】 fragmentation

專業解析

疲勞斷裂(Fatigue Fracture) 指材料在遠低于其極限強度的循環應力(Cyclic Stress) 或交變載荷(Alternating Load) 長期作用下,經一定周期後發生的突然脆性斷裂現象。其核心特征是漸進性損傷積累,最終導緻無宏觀塑性變形的失效。

關鍵機制與特征

  1. 三階段發展過程

    • 裂紋萌生(Crack Initiation):應力集中部位(如缺口、表面缺陷)産生微觀裂紋;
    • 裂紋擴展(Crack Propagation):裂紋在循環載荷下逐步延伸,形成典型“貝紋線(Beach Marks)”斷口形貌;
    • 瞬時斷裂(Final Fracture):剩餘截面無法承受載荷而發生快速斷裂。
  2. 應力與壽命關系

    遵循S-N曲線(應力-壽命曲線),即材料承受的應力幅值((Delta sigma))與失效循環次數((N_f))成反比。公式表示為:

    $$ Delta sigma^m cdot N_f = C

    $$

    其中 (m) 和 (C) 為材料常數。

  3. 斷口形貌标志

    典型疲勞斷口呈現:

    • 疲勞輝紋(Striations):微觀條帶狀痕迹,表征單次循環的擴展;
    • 貝殼狀弧線:宏觀斷口上的同心圓紋路,指示裂紋擴展前沿。

工程應用與防護

疲勞斷裂常見于航空航天、橋梁、機械軸類等承受動态載荷的部件。防護措施包括:


來源:

  1. ASTM E1823-21 Standard Terminology Relating to Fatigue and Fracture Testing (astm.org)
  2. NASA Metallic Materials Properties Development and Standardization (MMPDS-15) Chapter 9
  3. 中科院力學所《工程斷裂力學基礎》第4章

網絡擴展解釋

疲勞斷裂是指在材料或結構中,由于長期承受交變應力或循環載荷作用,導緻微觀裂紋逐漸萌生、擴展,最終發生突然斷裂的現象。以下是綜合不同領域(以工程學為主)的詳細解釋:


一、核心定義

  1. 工程學角度
    疲勞斷裂是材料在遠低于其一次靜力強度的循環應力作用下發生的失效形式。其特點是局部應力集中或材料缺陷處先産生裂紋,隨後裂紋在載荷反複作用下擴展,直至剩餘截面無法承受載荷而斷裂。

  2. 醫學角度
    骨骼因長期重複應力(如高強度運動)導緻的骨折,稱為“疲勞骨折”或“壓力性骨折”。


二、關鍵機制與階段

  1. 裂紋萌生
    通常在材料表面缺陷(如劃痕、夾雜物)或高應力區域(如結構突變處)産生微小裂紋。

  2. 裂紋擴展
    裂紋在交變應力下逐步擴展,斷口呈現“光滑區”(裂紋穩定擴展)和“粗糙區”(最終脆性斷裂)的典型特征。

  3. 最終斷裂
    當裂紋擴展至臨界尺寸時,材料剩餘截面無法承受載荷,發生瞬時斷裂。


三、影響因素與數學描述

  1. 疲勞極限
    材料在特定條件下(純彎曲、對稱循環應力等)能承受$10$次循環而不斷裂的最大應力值。常用S-N曲線(應力-壽命曲線)描述,數學表達式為:
    $$ sigma^m N = C $$
    其中$sigma$為應力幅,$N$為循環次數,$m$和$C$為材料常數。

  2. 外部因素

    • 應力幅值、頻率、環境(如腐蝕)
    • 結構設計(避免應力集中)

四、實際應用與防護

  1. 工程防護措施

    • 優化設計以減少應力集中(如圓角過渡)
    • 表面處理(抛光、強化)以提高抗疲勞性能。
  2. 醫學預防
    避免骨骼長期重複負荷,如調整訓練強度。


五、擴展說明

如需更專業資料,可參考材料力學教材或工程失效分析報告(來源:)。

分類

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