英語翻譯：

【化】 fatigue crack; fatigue failure

分詞翻譯：

疲的英語翻譯：

exhausted; tired; weary

勞的英語翻譯：

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

失效的英語翻譯：

invalidation; lapse
【計】 out-of-order
【化】 abatement; fail(ure); out of service; out-of-run
【醫】 inactivation
【經】 cease to have effect; lapse

專業解析

疲勞失效（Fatigue Failure）是材料在重複或交變應力作用下發生的漸進性結構損傷現象，最終導緻斷裂。該術語在機械工程和材料科學領域具有明确的定義特征。

根據《ASM金屬手冊》（ASM Handbook Volume 19），疲勞失效過程包含三個核心階段：

1. 裂紋萌生：微觀缺陷在應力集中區域形成
2. 裂紋擴展：循環載荷作用下裂紋沿晶界或穿晶擴展
3. 最終斷裂：剩餘截面無法承受載荷時的瞬時分離

典型特征包括：

• 應力阈值：低于材料極限強度的循環應力即可引發
• 載荷敏感性：失效周次與應力幅呈反比例關系（Basquin定律） $$ N_f = C cdot (Deltasigma)^{-b} $$
• 斷口形貌：呈現特征性海灘紋和放射狀條紋（《ASTM E1823-21》标準）

應用領域涵蓋航空發動機葉片（《航空材料學報》第32卷）、橋梁鋼結構（AASHTO LRFD規範）及醫療器械植入物（ISO 7206标準）等關鍵工程場景。根據劍橋大學材料系研究數據，80%以上的機械失效屬于疲勞失效範疇。

預防措施建議參考《機械設計手冊》（第6版）提出的三點原則：

1. 降低應力集中系數（Kt < 2）
2. 控制載荷循環次數（N < 10次）
3. 實施定期無損檢測（如超聲探傷）

網絡擴展解釋

疲勞失效是材料或機械部件在循環應力或應變作用下，經過長期累積損傷後突然斷裂的現象。以下是詳細解釋：

1.定義與發生條件

疲勞失效指材料在反複加載的應力或應變作用下，即使應力水平低于材料屈服強度，也會因局部損傷累積導緻斷裂。例如，齒輪、軸承等部件在長期交變載荷下易發生此類失效。

2.核心特點

• 低應力脆斷：斷裂時的應力通常遠低于材料抗拉強度，甚至低于屈服強度。
• 無顯著塑性變形：斷裂前無明顯預兆，屬于突發性破壞。
• 局部損傷累積：裂紋從材料内部缺陷處萌生并逐漸擴展，最終導緻斷裂。

3.分類

• 機械疲勞：由交變機械應力引起（如旋轉軸、齒輪）。
• 熱疲勞：因溫度循環産生的熱應力導緻（如發動機部件）。
• 接觸疲勞：循環接觸應力引發表面剝落（如軸承、齒輪）。
• 腐蝕疲勞：在腐蝕環境中受交變應力共同作用。

4.危害與影響

疲勞失效占機械零件失效的60%-70%，其突發性可能導緻嚴重事故。例如，航空發動機葉片或橋梁結構若發生疲勞斷裂，可能引發災難性後果。

5.預防措施

• 優化設計：減少應力集中，如采用圓角過渡。
• 材料選擇：使用高疲勞極限材料（如高強度合金）。
• 表面處理：通過噴丸、滲碳等工藝增強表面抗疲勞性。
• 定期檢測：利用無損檢測技術（如超聲波）監測裂紋擴展。

如需進一步了解具體案例或測試方法，可參考材料力學或機械設計相關文獻。

分類

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