关于疲劳的一些事实
- 第一篇关于疲劳的文章发表于1837年
- 疲劳会造成不可逆损伤，材料无法自行恢复
- 钢材具有理论疲劳极限；在此极限以下的持续荷载不会导致疲劳破坏
- 拉应力是引起疲劳的主要原因，但压力荷载也可能是原因之一
- 较大的应力幅会导致结构寿命缩短
- 温度、表面粗糙度、残余应力及其他因素均会影响疲劳寿命
疲劳阶段
通常，我们将疲劳分为三个阶段：
- 第一阶段 – 裂缝萌生
微裂缝开始在应力集中的几何形状（如边缘）周围形成。当裂口宽度超过10 μm时，即可称为裂缝。
- 第二阶段 – 裂缝扩展
裂缝扩展取决于循环荷载的幅值、平均应力，以及超载和欠载情况。若荷载小于某一阈值，裂缝扩展甚至可能停止。
- 第三阶段 – 裂缝贯通
当微裂缝及相关应力达到一定规模时，裂缝贯通随之发生。当应力超过断裂韧性（即在存在裂缝时，定量表征材料抵抗脆性断裂能力的指标）所对应的值时，将发生不可控的断裂。
如何预防疲劳
通过合理的工程设计，疲劳可以得到减轻或完全避免。对于钢结构，主要有两种预防疲劳破坏的方法。
1. 将应力控制在疲劳极限阈值以下（无限寿命概念）
疲劳寿命 Nf 是指结构在发生破坏前所能承受的特定性质应力循环次数。对于钢材，存在一个理论应力幅值，低于该值时材料在任意循环次数下均不会发生破坏。该值称为疲劳极限或耐久极限。
作者：AndrewDressel，英文维基百科，CC BY-SA 3.0，https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=6319461
2. 使用软件对结构设计进行疲劳分析
软件分析可以揭示存在疲劳问题的区域，有助于对结构进行重新设计，例如将应力集中引导至结构的有利位置、改变孔洞的尺寸和位置等。
我们的解决方案
这项重要工作的第一步已在 IDEA StatiCa V21 中完成。请查阅此文章，其中介绍了依据 EN 1993-1-9 进行分析的方法。
该分析类型可在上方功能区下方的其他分析类型旁找到。
疲劳分析类型用于确定两种荷载工况之间的正应力幅和剪应力幅。这些应力对应于名义应力，需进一步采用规范设计方法进行评估。该分析假定用于高周疲劳细节的设计，不考虑屈服的发生。
疲劳分析类型不提供最终承载力或细节所能承受的循环次数，仅为依据规范进行后续计算提供输入数据。
名义应力可针对以下对象进行计算：
- 螺栓 – 受拉和受剪
- 焊缝 – 在焊缝旁的板截面处自动生成
- 板件 – 在用户自定义截面处
名义应力通过从另一荷载工况的应力中减去参考荷载工况的应力来确定。
如需深入了解此类分析，请访问我们的支持中心：
此分析类型适用于增强版用户。