建设工程知识

疲劳3.循环应力

疲劳破坏是在循环应力或循环应变作用下发生的。为了便于研究和分析疲劳问题，国际上对循环应力表示法已作出统一规定。循环应力的每一个周期变化称作一个应力循环。

图4所示的恒幅循环应力由以下诸分量表示：①最大应力

，应力循环中最大代数值的应力，以拉应力为正，压应力为负，②最小应力

，应力循环中最小代数值的应力，以拉应力为正，压应力为负。③平均应力

，最大应力和最小应力的代数平均值，即

。④应力幅

，最大应力和最小应力的代数差的一半，即

。有些国家的文献将

称作交变应力，但在中国常用交变应力一词表示循环应力。⑤应力变程

，又称应力范围，是最大应力与最小应力之差，即应力幅的两倍。⑥应力比R，又称循环特征，是最小应力与最大应力的代数比值，即

,R=-1应力循环称为对称循环，其最大应力和最小应力绝对值相等，符号相反,且平均应力为零；R=0的应力循环称为脉动循环，其最小应力为零；R等于其他值的应力循环称为非对称循环。

恒幅循环应变的表示法与此类似。

应力循环可以看成两部分应力的组合，一部分是数值等于平均应力的静应力，另一部分是在平均应力上变化的动应力。在四个应力分量中、、、只有两个是独立的。任意给定两个，其余两个就能确定。

用来确定应力循环的一对应力分量、或、称为应力水平。对恒幅循环应力，当给定R或时，应力水平可由或表示。产生疲劳破坏所需的循环数取决于应力水平的高低，破坏循环数越大，表示施加的应力水平越低。

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