Bewise Inc. www.tool-tool.com
Reference source from the internet.
许多机件都是在交变应力下工作的，如轴、齿轮、弹簧等。它们工作时所承受的应力通
常都低于材料的屈服强度，但随着时间的延长，应力循环次数的增加，往往会导致没有明显
塑性变形的、突然发生的脆性断裂，因此具有很大的危险性，常常造成严重的事故。这种在
交变载荷作用下经长时间工作后而发生的断裂现象叫做疲劳。
通常将疲劳分做二类：一类是应力较低，应力交变频率较高情况下的疲劳，也就是通常
所说的疲劳，叫做应力疲劳或高周疲劳；还有一类是应力高（工作应力接近或大于材料的屈
服强度），应力交变频率低，断裂时应力交变次数少（小于102～105次）的情况下产生的疲
劳，叫做应变疲劳或低周疲劳。金属在高周疲劳和低周疲劳条件下的断裂规律是不同的，下
面分别进行介绍。
高周疲劳
图1
在交变载荷下，金属承受的最大交变应力(σmax)和断裂循环周次(N)之间的关系用疲劳
曲线来描述（图1），由图中可见，金属承受的最大交变应力σmax越大，发生断裂所用的应
力交变次数越少，当最大应力低于某值时，应力交变无数次也不发生疲劳断裂，这个应力就
称之为材料的疲劳极限。
图2
在同样最大应力条件下，载荷可以有不同的循环方式（图2），这样导致断裂的循环次数
也不一样。图中γ＝σmin/σmax ，称为应力循环对称系数，它表征了循环载荷的特点。故
通常疲劳极限用σγ表示。对于对称应力循环γ=-1 。图3表示在γ不同的条件下，σ-1最低。
应力交变频率在50～170次／秒范围内时，对σγ影响不大。
不对称度γ对疲劳极限的影响
图3
疲劳曲线根据是否存在水平部分可分为二种（图4），对于疲劳曲线上不存在水平部分的 ，
就规定某一循环次数No值所对应的应力为条件疲劳极限。No值是根据工件的工作条件和使用寿
轴命决定的，如对火车，选No=5×107次；汽车发动机曲轴No=12×107次，汽轮机叶片No=25×
1010次。σγ与σb间有一定的关系，一般σb高其σγ也高。
图4
低周疲劳下的应力－应变曲线
图5
低周疲劳时金属每一周期均有一定量的塑性变形，低周疲劳条件下材料的应力－应变曲线
如图5所示，每一周期的应力－应变曲线构成了闭合的滞后曲线。总应变εt包括二部分，弹性
应变量εe和塑性应变量εp，即εt=εe+εp 。对于低周疲劳，一般用塑性应变幅εp和对应
的疲劳寿命(N)间的关系曲线来表示疲劳抗力(图6) ，从中可以看出，塑性应变幅是决定材料
低周疲劳寿命的主要因素。因此，材料的静拉伸真实塑性越高，其耐塑性变形循环的性能也越
好，其低周疲劳寿命也应越高。
图6
Welcome to BW tool world! We are an experienced tool maker specialized in cutting tools. We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy users’ demand. Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, ,,,etc. We are professional expert in cutting field. We would like to solve every problem from you. Please feel free to contact us, it’s our pleasure to serve for you. BW product including: utting tool、aerospace tool .HSS Cutting tool、Carbide end mills、Carbide cutting tool、NAS Cutting tool、Carbide end mill、Aerospace cutting tool、Carbide drill、High speed steel、Milling cutter、Core drill、Taperd end mills、Metric end mills、Miniature end mills、Pilot reamer、Electronics cutter、Step drill、Metal cutting saw、Double margin drill、Gun barrel、Angle milling cutter、Carbide burrs、Carbide tipped cutter、Chamfering tool、IC card engraving cutter、Side cutter、NAS tool、DIN tool、Special tool、Metal slitting saws、Shell end mills、Side and face milling cutters、Side chip clearance saws、Long end mills、Stub roughing end mills、Dovetail milling cutters、Carbide slot drills、Carbide torus cutters、Angeled carbide end mills、Carbide torus cutters、Carbide ball-noseed slot drills、Mould cutter、Tool manufacturer.
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常都低于材料的屈服强度，但随着时间的延长，应力循环次数的增加，往往会导致没有明显
塑性变形的、突然发生的脆性断裂，因此具有很大的危险性，常常造成严重的事故。这种在
交变载荷作用下经长时间工作后而发生的断裂现象叫做疲劳。
通常将疲劳分做二类：一类是应力较低，应力交变频率较高情况下的疲劳，也就是通常
所说的疲劳，叫做应力疲劳或高周疲劳；还有一类是应力高（工作应力接近或大于材料的屈
服强度），应力交变频率低，断裂时应力交变次数少（小于102～105次）的情况下产生的疲
劳，叫做应变疲劳或低周疲劳。金属在高周疲劳和低周疲劳条件下的断裂规律是不同的，下
面分别进行介绍。
高周疲劳
图1
在交变载荷下，金属承受的最大交变应力(σmax)和断裂循环周次(N)之间的关系用疲劳
曲线来描述（图1），由图中可见，金属承受的最大交变应力σmax越大，发生断裂所用的应
力交变次数越少，当最大应力低于某值时，应力交变无数次也不发生疲劳断裂，这个应力就
称之为材料的疲劳极限。
图2
在同样最大应力条件下，载荷可以有不同的循环方式（图2），这样导致断裂的循环次数
也不一样。图中γ＝σmin/σmax ，称为应力循环对称系数，它表征了循环载荷的特点。故
通常疲劳极限用σγ表示。对于对称应力循环γ=-1 。图3表示在γ不同的条件下，σ-1最低。
应力交变频率在50～170次／秒范围内时，对σγ影响不大。
不对称度γ对疲劳极限的影响
图3
疲劳曲线根据是否存在水平部分可分为二种（图4），对于疲劳曲线上不存在水平部分的 ，
就规定某一循环次数No值所对应的应力为条件疲劳极限。No值是根据工件的工作条件和使用寿
轴命决定的，如对火车，选No=5×107次；汽车发动机曲轴No=12×107次，汽轮机叶片No=25×
1010次。σγ与σb间有一定的关系，一般σb高其σγ也高。
图4
低周疲劳下的应力－应变曲线
图5
低周疲劳时金属每一周期均有一定量的塑性变形，低周疲劳条件下材料的应力－应变曲线
如图5所示，每一周期的应力－应变曲线构成了闭合的滞后曲线。总应变εt包括二部分，弹性
应变量εe和塑性应变量εp，即εt=εe+εp 。对于低周疲劳，一般用塑性应变幅εp和对应
的疲劳寿命(N)间的关系曲线来表示疲劳抗力(图6) ，从中可以看出，塑性应变幅是决定材料
低周疲劳寿命的主要因素。因此，材料的静拉伸真实塑性越高，其耐塑性变形循环的性能也越
好，其低周疲劳寿命也应越高。
图6
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