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疲勞壽命{S—N)曲線法

閱讀：281發(fā)布時間：2022-8-7

1992年，萬志敏等以人造絲增強橡膠復合材料為對象，研究了單向簾線一橡膠復合材料的疲勞壽命，試件應(yīng)力與應(yīng)變循環(huán)次數(shù)(N)的關(guān)系曲線如圖所示。

 

研究表明。單向簾線一橡膠復合材料的疲勞損傷表現(xiàn)為階段過程，穩(wěn)態(tài)損傷AB段)過程和加速損傷導致的斷裂過程(BC段)。在應(yīng)變比為0.1、頻率為3Hz時的S-N曲線如圖2所示。

 

穩(wěn)態(tài)疲勞壽命(即疲勞壽命)方程為：

式中eb ——施加的應(yīng)變值；

Nb——穩(wěn)態(tài)疲勞壽命。

采用尼龍增強橡膠來模擬航空斜交輪胎的胎體材料，評價了試樣的尺寸、加載頻率及波形對疲勞壽命的影響。圖3所示為不同長／寬比(L／W)的試件(W為19．05 mm)在頻率分別為l和10 Hz時的S—N曲線。

 

顯然，加載頻率使疲勞極限降低，對疲勞壽命影響很大，而試樣L／W的影響不大。

載荷序列對損傷累積過程的影響，基于動態(tài)蠕變的線性累積損傷模型。對于兩級加載，材料至整體破壞時的累積損傷為：

式中D——累積損傷值；

△ε1 ——級加載的動態(tài)蠕變量；

△ε 2 ——第二級加載的動態(tài)蠕變量；

△ε f1 ——級載荷單獨作用時材料至整體破壞的動態(tài)蠕變量；

△ε f2 ——第二級載荷單獨作用時材料至整體破壞的動態(tài)蠕變量。

S—N曲線對于研究橡膠復合材料的疲勞壽命是非常必要的，它所表現(xiàn)出的特征能使較大范圍的應(yīng)力、應(yīng)變與疲勞壽命間的關(guān)系一目了然．可為材料的優(yōu)化提供依據(jù)。但是由于疲勞試驗數(shù)據(jù)的分散性、試件加工尺寸的偏差、材料的原始缺陷等原因，只有通過獲取大子樣空間，運用概率統(tǒng)計的方法來處理，才能得到準確的疲勞特性和可靠壽命。


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