疲勞是材料(金屬)在承受循環(huán)應(yīng)力或應(yīng)變作用時(shí)，結(jié)構(gòu)性能下降，最終造成破壞的現(xiàn)象。
 

　　常見形式：
 

　　疲勞失效是最常見的失效形式之一。
 

　　數(shù)據(jù)顯示，在各種機(jī)械中，疲勞失效部件占失效部件的60~70%。原則上，疲勞斷裂失效屬于低應(yīng)力脆性斷裂失效，在疲勞中很難觀察到明顯的塑性變形，因?yàn)樗饕蔷植克苄宰冃?，主要發(fā)生在結(jié)構(gòu)的固有缺陷上。
 

　　雖然頻率對疲勞失效有一定的影響，但在大多數(shù)情況下，疲勞失效主要與循環(huán)次數(shù)有關(guān)。
 

　　試驗(yàn)設(shè)備：
 

　　動(dòng)態(tài)疲勞試驗(yàn)機(jī)。
 

　　分類：.
 

　　根據(jù)疲勞失效的應(yīng)力特性可分為：
 

　　機(jī)械疲勞和熱應(yīng)力(交變熱應(yīng)力)引起的熱疲勞；
 

　　循環(huán)周次可分為：
 

　　高周.低周.超高周疲勞；
 

　　根據(jù)荷載性質(zhì)可分為：
 

　　拉壓疲勞、扭轉(zhuǎn)疲勞、彎曲疲勞等；
 

　　根據(jù)工件的工作環(huán)境，可分為：
 

　　腐蝕疲勞.低溫疲勞.高溫疲勞。
 

　　疲勞損傷前材料和結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度一般定義為疲勞極限。
 

　　沖擊疲勞
 

　　是指重復(fù)沖擊載荷引起的疲勞。當(dāng)沖擊次數(shù)N小于500~1000次時(shí)，零件的斷裂形式與一次沖擊相同；當(dāng)沖擊次數(shù)大于10次時(shí)，零件斷裂屬于疲勞斷裂，具有典型的疲勞斷裂特征。在設(shè)計(jì)計(jì)算中，當(dāng)沖擊次數(shù)大于100次時(shí)，強(qiáng)度與疲勞相似。
 

　　接觸疲勞
 

　　在循環(huán)接觸應(yīng)力的作用下，零件會(huì)產(chǎn)生局部長久性的累積損傷。經(jīng)過一定的循環(huán)次數(shù)后，接觸表面會(huì)出現(xiàn)麻點(diǎn)。淺層或深層剝過程稱為接觸疲勞。接觸疲勞是齒輪、滾動(dòng)軸承和凸輪軸的典型故障形式。
 

　　熱疲勞
 

　　由溫度循環(huán)引起的材料或部件的疲勞稱為熱疲勞。當(dāng)材料的自由膨脹或收縮受到限制時(shí)，溫度循環(huán)的變化會(huì)導(dǎo)致材料體積的循環(huán)變化。
 

　　熱應(yīng)力主要有兩種：
 

　　1.零件的熱膨脹和冷收縮受固定零件外加約束，產(chǎn)生熱應(yīng)力；
 

　　2.雖然沒有額外的限制，但兩部分的溫度不一致，存在溫度梯度，導(dǎo)致熱膨脹和冷收縮不一致，產(chǎn)生熱應(yīng)力。
 

　　除了產(chǎn)生熱應(yīng)力外，溫度交變還會(huì)導(dǎo)致材料內(nèi)部組織的變化，從而降低強(qiáng)度和塑性。熱疲勞條件下的溫度分布不均勻。在溫度梯度較大的地方，塑性變形嚴(yán)重，熱應(yīng)變集中較大；當(dāng)熱應(yīng)變超過彈性極*，熱應(yīng)力與熱應(yīng)變之間沒有線性關(guān)系。此時(shí)，應(yīng)根據(jù)彈性和塑性關(guān)系處理熱應(yīng)力。熱疲勞裂紋從表面向內(nèi)擴(kuò)展，垂直于表面。
 

　　熱應(yīng)力的大小與熱膨脹系數(shù)成正比。熱膨脹系數(shù)越大，熱應(yīng)力越大。因此，在選擇材料時(shí)，應(yīng)考慮材料的匹配，即不同材料的熱膨脹系數(shù)不應(yīng)有太大差異。在相同的熱應(yīng)變條件下，材料的彈性模量越大，熱應(yīng)力越大；溫度循環(huán)變化越大，上下限溫差越大，導(dǎo)熱系數(shù)越低，溫度梯度越陡，熱應(yīng)力越大。
 

　　腐蝕疲勞
 

　　腐蝕介質(zhì)和循環(huán)應(yīng)力(應(yīng)變)復(fù)合作用引起的疲勞稱為腐蝕疲勞。腐蝕介質(zhì)和靜應(yīng)力共同作用產(chǎn)生的腐蝕損傷稱為應(yīng)力腐蝕。兩者的區(qū)別在于，應(yīng)力腐蝕只發(fā)生在特定的腐蝕環(huán)境中，而腐蝕疲勞在任何腐蝕環(huán)境和循環(huán)應(yīng)力復(fù)合作用下都會(huì)發(fā)生腐蝕疲勞斷裂。應(yīng)力腐蝕開裂，有一個(gè)臨界應(yīng)力強(qiáng)度因子K，當(dāng)應(yīng)力強(qiáng)度因子K≤K時(shí)，不會(huì)發(fā)生應(yīng)力腐蝕開裂；腐蝕疲勞無臨界應(yīng)力強(qiáng)度因子，只要循環(huán)應(yīng)力在腐蝕環(huán)境中繼續(xù)作用，總會(huì)發(fā)生斷裂。
 

　　區(qū)別：
 

　　腐蝕疲勞與空氣疲勞的區(qū)別在于，在腐蝕疲勞過程中，除不銹鋼和滲氮鋼外，機(jī)械部件的表面變色。腐蝕疲勞形成的裂紋數(shù)量較多，即裂紋較多。腐蝕疲勞的S-N曲線沒有水平部分。因此，對于腐蝕疲勞極限，必須指出其在一定壽命下的值，即只有條件腐蝕疲勞極限。影響腐蝕疲勞強(qiáng)度的因素比空氣中的疲勞要復(fù)雜得多。例如，當(dāng)空氣中的疲勞試驗(yàn)頻率小于1000HZ時(shí)，頻率基本上對疲勞極限沒有影響，但腐蝕疲勞在整個(gè)頻率范圍內(nèi)都有影響。