
【機】 fatigue crack
fatigue; prostration; tire; tiredness; wear out; weariness
【化】 fatigue
【醫】 defatigation; fatigue
crack; fissure; rift; rip
【醫】 dilaceration
疲勞裂痕(fatigue crack)是材料在循環應力作用下形成的漸進性結構損傷現象。該術語由“疲勞”(指材料因重複載荷産生的性能衰退)和“裂痕”(材料表面的微觀斷裂)組合而成,其英文對應術語在ASM材料手冊中被明确定義為"progressive structural damage resulting from cyclic stresses"。
根據美國材料試驗協會ASTM E1823标準,疲勞裂痕的形成包含三個階段:
常見應用領域包括:
檢測方法主要依據美國機械工程師協會ASME BPVC規範,包含超聲波探傷、X射線成像和渦流檢測技術。劍橋大學材料系研究顯示,現代複合材料中疲勞裂痕擴展速率可降低40-60%(Cambridge University Materials Science, 2023)。
預防措施涉及改進熱處理工藝(如噴丸強化)和采用斷裂力學設計準則。美國聯邦航空管理局FAA在AC 25.571-1D文件中規定了飛機結構的損傷容限要求。
疲勞裂痕(又稱疲勞裂紋)是材料在循環應力或應變作用下,因局部損傷逐漸積累而形成的微觀或宏觀裂紋。以下是綜合不同來源的詳細解釋:
疲勞裂痕是金屬材料或構件在交變載荷長期作用下,從内部缺陷或應力集中區域開始萌生并擴展的裂紋。其特點在于裂紋形成時承受的應力通常遠低于材料的抗拉強度()。
滑移帶萌生
材料表面或内部晶粒在反複應力作用下,位錯沿晶面滑動形成滑移帶(微觀塑性變形區域)。滑移帶的不可逆運動導緻表面侵入或擠出,最終引發微裂紋()。
應力集中
裂紋多起源于應力集中區域,例如:
疲勞裂痕的形成通常分為三個階段:
如需更深入的工程案例分析或斷口形貌特征,可參考相關文獻或标準(如、10提供的設計建議)。
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