
【電】 number of alternation
【電】 alternation
frequency; time
在機械工程與材料科學領域,"交變次數"對應的英文術語為"number of alternating cycles",指材料或結構在交變應力(alternating stress)作用下的完整循環次數。該參數常用于評估材料的疲勞壽命(fatigue life),即材料在反複載荷作用下發生失效前的最大承載循環次數。
根據ASTM International标準文件(編號E466),交變次數的測量需通過恒幅疲勞試驗完成,其核心原理是記錄試樣在特定應力幅值下從加載到斷裂的完整循環次數。例如在汽車零部件測試中,發動機曲軸需承受超過1×10⁶次交變載荷而不發生裂紋擴展,這一定量數據被納入SAE J468行業規範。
國際材料數據系統(IMDS)的公開研究顯示,金屬材料的交變次數與應力幅值呈幂函數關系,其數學表達式為:
$$
N_f = C cdot (Delta sigma)^{-k}
$$
其中$N_f$為失效前交變次數,$Delta sigma$為應力幅值,$C$和$k$為材料常數。該公式被收錄于《機械工程師手冊》(第11版)第9章。
“交變次數”是描述周期性變化中方向或狀态改變的次數,常見于物理、工程等領域(如交流電分析)。以下是綜合解釋:
基本定義
交變次數指周期性信號(如交變電流)在一個完整周期内方向或狀态變化的次數。例如,正弦波從正峰值到負峰值再回到正峰值的過程稱為一個完整周期,期間方向變化兩次。
與頻率的關系
公式表達
交變次數(N)與頻率(f)的關系為:
$$
N = 2f
$$
即每秒交變次數為頻率值的兩倍。
應用場景
主要用于描述機械振動、材料疲勞測試(如交變應力作用下的循環次數)及電路設計中的信號變化分析。
注意區分
示例:若某材料承受10Hz的交變應力,則每秒發生20次交變次數,即材料每秒經曆20次應力方向變化。
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