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疲勞極限

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疲勞極限Fatigue limit)、維久極限endurance limit)佮疲勞強度Fatigue strength), 攏是佮材料的周期應力佮疲勞有關的材料性質。

一材料試片佇咧無仝大細的週期應力下,使材料破壞需要的週期數嘛隨之無仝。應力大細佮週期數的關係會當用 S-N 圖表示。一般來講,週期應力愈細,需要材料破壞需要的週期數愈濟。但是鐵合金佮頒合金有一特性,當禮拜應力真低於一特定數值,材料會當承受無限次的周期應力,袂造成疲勞,此數值對應 S-N 圖正爿的水平線。

其他的結構金屬(如 a-lú-mih 佮銅)無類似的限制值,就算講是足細的周期應力,只要周期繼續增加,最後材料就會疲勞破壞。這類的材料一般會用一特定的數字(通常做一百空七)為其疲勞壽命週期數 Nf。

定義

美國材料佮試驗協會(ASTM)定義以下的材料性質:

  • 疲勞強度 SNf:佇經過 Nf 周期的周期應力了後,會產生疲勞破壞的周期應力。
  • 疲勞極限 Sf:當 Nf 變甲真大時,對應周期應力的極限值。

維久極限可定義為佇經過真濟周期的周期應力了後,材料袂產生疲勞破壞的周期應力。ASTM 未定義久極限,猶毋過認為極限的數值會類似疲勞極限有的研究者使用久極限 Se 來表示就算經過無限次的周期應力了後,猶袂使材料產生疲勞破壞的周期應力。若疲勞強度抑是疲勞極限 Sf 著愛是佇咧經過特定的次數(譬如講五億次)的負載週期了後,材料產生疲勞破壞的周期應力,鋼鐵材料的性質用久極限來表示,啊若其他的材料(比如講 a-lú-mih)的性質是用疲勞強度抑是疲勞極限來表示。

猶毋過也有一寡研究者將久極限佮疲勞極限看做是仝款的性質,嘛袂針對頂頭二種材料配合無仝的材料性質來描述。

典型數值

鋼鐵持久極限一般會是其極限抗搝強度的一半,上大會當到一百 ksi(六百九十 MPa)。 鐵、a-lú-mih、銅合金的久極限佮仝一般會是其極限抗拉強度的空聘四倍,鐵上大的久極限為二十四 ksi(一百六十五 MPa)、 a-lú-mih 佮銅定分別為十九 ksi(一百三十一 MPa)佮十四 ksi(九十六交五 MPa)。 頂頭的數值是針對無空的試片,若是有空的試片,其實久極限會閣再明顯降低。

歷史

維久極限的概念是佇一八七空年由德國工程師奧古斯攏 ・ 沃咧提出講。毋過,最近有研究表明,維久極限實際上並無存在,任何真細的周期應力,只要周期繼續增加,最後材料就會疲勞破壞。

相關條目

  • 金屬疲勞

參考