
【化】 symmetric stress cycle
symmetry
【化】 symmetry
【醫】 symmetry
【化】 stress cycle
對稱應力循環(Symmetric Stress Cycle)是材料力學和疲勞分析中的核心概念,指應力隨時間變化呈對稱波形分布的周期性載荷模式。其定義為:循環過程中最大應力($sigma{text{max}}$)與最小應力($sigma{text{min}}$)絕對值相等且符號相反,平均應力($sigma{text{mean}}$)為零,數學表達式為: $$ sigma{text{mean}} = frac{sigma{text{max}} + sigma{text{min}}}{2} = 0 $$
在航空航天、機械制造領域,對稱循環載荷下的材料行為數據是結構耐久性設計的基準依據。例如飛機起落架、發動機葉片等部件均需通過對稱應力循環測試驗證其抗疲勞性能。
注:引用來源包括《機械工程手冊(第5卷)》、GB/T 3075-2008《金屬材料疲勞試驗軸向力控制方法》等标準文獻。
對稱應力循環是材料力學中描述交變應力特性的重要概念,其核心特點在于應力隨時間周期性變化且呈現對稱性。以下是詳細解釋:
對稱應力循環指應力隨時間呈周期性變化,且最小應力($sigma{text{min}}$)與最大應力($sigma{text{max}}$)大小相等、方向相反的循環模式。其循環特性參數($r$)為$-1$,即: $$ r = frac{sigma{text{min}}}{sigma{text{max}}} = -1
常見于承受交變載荷的機械零件,例如軸類零件(如傳動軸、曲軸等),這類零件在旋轉過程中會反複承受拉壓交替的應力作用。
對稱循環應力是材料疲勞破壞研究的主要對象。由于應力周期性反轉,材料内部易産生微觀裂紋并擴展,最終導緻疲勞失效。因此,對稱循環下的疲勞極限($S_{-1}$)是機械設計中的關鍵參數。
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