疲劳曲线和对称循环疲劳曲线

（一）疲劳曲线和疲劳极限

疲劳曲线：是疲劳应力与疲劳寿命的关系曲线，即S-N曲线，是确定疲劳极限、建立疲劳应力判据的基础。

对于一般具有应变时效的金属材料，如碳钢、球铁等，当循环应力水平降到某一临界值时，低应力段变为水平线段，表明试样可以经无限次应力循环也不发生疲劳断裂，故将对应的应力称为疲劳极限，记为σ-1（对称循环，r=-1）。

这类材料如果应力循环107周次不断裂，则可认定承受无限次应力循环也不会断裂，所以常将107周次作为测定疲劳极限的基数。

另一类金属材料，如铝合金、不锈钢等，其S-N曲线没有水平部分，只是随应力降低，循环周次不断增大，此时只能根据材料的使用要求规定某一循环周次下不发生断裂的应力作为条件疲劳极限，或称有限寿命疲劳极限。

（二）疲劳曲线的测定

通常疲劳曲线用旋转弯曲疲劳试验测定，其四点弯曲试验机原理见下图。

S-N曲线的高应力（有限寿命）部分用成组试验法测定，即取3-4级较高应力水平，在每级应力水平下，测定5根左右试样的数据，然后进行数据处理，计算中值（存活率50%）的疲劳寿命。

用升降法测得的σ-1作为S-N曲线的最低应力水平点，与成组试验法的测定结果拟合成直线或曲线，就可得到存活率为50%的中值S-N曲线。

（三）不同应力状态下的疲劳极限

同一材料，不同应力状态下的疲劳极限不同，但它们之间存在一定联系。

实验确定：对称弯曲疲劳极限与对称拉压、扭转疲劳极限之间存在一定关系。

（四）疲劳极限与静强度的关系

试验表明，金属材料的抗拉强度越大，其疲劳极限也越大。

对于中、低强度钢，疲劳极限与抗拉强度间大体呈线性关系。

σb较低时，可近似写成σ-1=σb。

σb较高时，这种近线性关系就会发生偏离，这是由于强度较高时，材料的塑性和断裂韧性下降，裂纹易于形成和扩展所致。