損傷零件壽命估算計算帶缺陷零件的剩余自然壽命一般采用斷裂力學(xué)理論,通過(guò)建立裂紋擴展速率與斷裂力學(xué)參量之間的關(guān)系來(lái)進(jìn)行計算。斷裂力學(xué)理論認為:零件的缺陷在循環(huán)載荷作用下會(huì )逐步擴大,當缺陷擴大到臨界尺寸后將發(fā)生斷裂破壞。這個(gè)過(guò)程被稱(chēng)為疲勞斷裂過(guò)程。
疲勞斷裂過(guò)程大致可分為四個(gè)階段,即成核、微觀(guān)裂紋擴展、宏觀(guān)裂紋擴展及斷裂。
損傷零件疲勞壽命的估算主要應用帕利斯(Paris)定理。
帕利斯(Paris)定理主要內容是:對裂紋擴展規律的研究,斷裂力學(xué)從研究裂紋尖端附近的應力場(chǎng)和應變場(chǎng)出發(fā),導出裂紋體在受載條件下裂紋尖端附近應力場(chǎng)和應變場(chǎng)的特征量來(lái)進(jìn)行。這個(gè)特征量用應力強度因子K表示。K值的變化幅度也是控制裂紋擴展速度da/dN的主要參量。在考慮材料性能參量對裂紋擴展速度的影響后,帕利斯提出了以下裂紋擴展速度的半經(jīng)驗公式:da/dN=A(ΔK)n
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