1.什么是交變應(yīng)力？交變應(yīng)力有哪些相關(guān)概念？

某一點(diǎn)的應(yīng)力隨時(shí)間變化，稱為交變應(yīng)力。

或者

平均應(yīng)力:最大應(yīng)力和最小應(yīng)力的平均值，即

應(yīng)力幅度:應(yīng)力變化幅度的一半，即

最大應(yīng)力:應(yīng)力循環(huán)中的最大值，即

最小應(yīng)力:應(yīng)力循環(huán)中的最小值，即

2.什么是疲勞失效？疲勞失效的特點(diǎn)和原因是什么？

疲勞損傷是機(jī)械設(shè)備的主要損傷形式(80% ~ 90%)，常造成重大經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。疲勞研究的主要目的是防止測試、計(jì)算或監(jiān)測引起的疲勞失效和事故，確保設(shè)備使用安全。

構(gòu)件在交變應(yīng)力下的失效和失效稱為疲勞失效。大量試驗(yàn)結(jié)果和實(shí)際零件的失效現(xiàn)象表明，材料在疲勞失效過程中具有以下特征:

破壞時(shí)的名義應(yīng)力值遠(yuǎn)低于材料在靜載荷作用下的強(qiáng)度極限，甚至低于屈服強(qiáng)度構(gòu)件在一定量的交變應(yīng)力作用下發(fā)生破壞有一個(gè)過程，即需要經(jīng)過一定數(shù)量的應(yīng)力循環(huán)構(gòu)件在破壞前沒有明顯的塑性變形，即使塑性很好的材料，也會(huì)呈現(xiàn)脆性斷裂同一疲勞破壞斷口，一般都是有明顯的光滑區(qū)域與顆粒狀區(qū)域。

經(jīng)典理論認(rèn)為:

在一定的交變應(yīng)力值下，經(jīng)過幾次應(yīng)力循環(huán)，金屬零件或部件表面的一些晶粒的原子晶格開始剪切滑移，逐漸形成滑移帶。隨著應(yīng)力循環(huán)的增加，滑移帶變寬并不斷擴(kuò)展。這種滑移帶會(huì)在滑移面上產(chǎn)生初始疲勞裂紋，這些裂紋逐漸積累并出現(xiàn)在宏觀缺口中，然后在缺口處產(chǎn)生應(yīng)力集中，最終產(chǎn)生初始疲勞裂紋。首先，初始疲勞裂紋僅出現(xiàn)在單一晶粒中，并沿滑移面擴(kuò)展。在裂紋尖端集中應(yīng)力的作用下，裂紋從單個(gè)晶粒向多個(gè)晶粒擴(kuò)展。

根據(jù)最新的疲勞理論，疲勞破壞的起源是由位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)引起的，位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)最終聚集在一起形成初始疲勞裂紋，稱為微裂紋。微裂紋形成后，繼續(xù)擴(kuò)展并相互連接形成較大的裂紋，其長度可達(dá)宏觀范圍，稱為宏觀裂紋。