第四節(jié) 損傷零件壽命估算
    一、基本理論
    疲勞壽命理論主要用于估算疲勞壽命和疲勞損傷。
    1、疲勞斷裂及其過程。計(jì)算帶缺陷零件的剩余自然壽命一般采用斷裂力學(xué)理論，通過建立裂紋擴(kuò)展速率與斷裂力學(xué)參量之間的關(guān)系來進(jìn)行計(jì)算。斷裂力學(xué)理論認(rèn)為，零件的缺陷在循環(huán)載荷作用下會(huì)逐步擴(kuò)大，當(dāng)缺陷擴(kuò)大到臨界尺寸后將發(fā)生斷裂破壞。這個(gè)過程被稱為疲勞斷裂過程。
    疲勞斷裂過程大致可分為四個(gè)階段，即成核、微觀裂紋擴(kuò)展、宏觀裂紋擴(kuò)展及斷裂。
    2、帕利斯定理及損傷零件疲勞壽命的估算。損傷零件疲勞壽命的估算主要應(yīng)用帕利斯(Paris)定理。
    帕利斯(Paris)定理主要內(nèi)容是：對(duì)裂紋擴(kuò)展規(guī)律的研究，斷裂力學(xué)從研究裂紋尖端附近的應(yīng)力場(chǎng)和應(yīng)變場(chǎng)出發(fā)，導(dǎo)出裂紋體在受載條件下裂紋尖端附近應(yīng)力場(chǎng)和應(yīng)變場(chǎng)的特征量來進(jìn)行。這個(gè)特征量用應(yīng)力強(qiáng)度因子K表示。K值的變化幅度也是控制裂紋擴(kuò)展速度da/dN的主要參量。在考慮材料性能參量對(duì)裂紋擴(kuò)展速度的影響后，帕利斯提出了以下裂紋擴(kuò)展速度的半經(jīng)驗(yàn)公式： da/dN=A(ΔK)n
    兩邊進(jìn)行積分求得損傷零件疲勞壽命為：公式(8-13)教材476頁。
    3、影響裂紋擴(kuò)展的因素。應(yīng)力強(qiáng)度因子幅度 K是影響裂紋擴(kuò)展的主要參數(shù)。除此之外，還有很多因素對(duì)裂紋的疲勞擴(kuò)展有影響，如應(yīng)力循環(huán)特征、加載頻率、溫度等。應(yīng)力循環(huán)特征對(duì)裂紋擴(kuò)展速度影響較大;加載頻率的影響，一般在 K值較低時(shí)，加載頻率對(duì)裂紋的疲勞擴(kuò)展速度影響很小。但當(dāng) 值較高時(shí)，加載頻率影響增大。裂紋擴(kuò)展速度與加載頻率成反比關(guān)系，加載頻率降低，裂紋擴(kuò)展速度增大;溫度的影響，對(duì)深埋裂紋，當(dāng)溫度低于蠕變溫度時(shí)，溫度對(duì)裂紋擴(kuò)展速度無明顯影響;但對(duì)表面裂紋，高溫對(duì)裂紋擴(kuò)展速度影響較大，溫度越高裂紋擴(kuò)展速度越快。