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非金屬材料的疲勞
雖然疲勞首先是作為金屬材料中的一個嚴重工程問題被
記載下來的,但在非金屬材料中也會出現疲勞,而且許多特征
都與在金屬中所觀察到的相類似.非金屬材料的S一Ⅳ曲線
與金屬材料的心一Ⅳ曲線形狀相同,而且在非金屬材料的斷口
表面上往往也能觀察到疲勞條帶.然而,考慮到從金屬到非
金屬(比如說聚合物、混凝土或各類復合材料)在結構和性能
方面都有很大的變化,自然可以期待疲勞性能也必然會產生
重大的差異.
首先需要明確的是,根據疲勞裂紋的起始過程能否對影
響疲勞壽命的重大因素進行預測.如果材料就其本質來說含
有便于形成非根源性宏觀裂紋的不連續性或界面,那么裂紋
起始過程就對疲勞壽命無益.就混凝土來說,情形似乎就是
這樣,已知疲勞裂紋起源于水泥漿的內部或靠近泥漿與混凝
料間的界面.在復合材料中確實也存在有類似的情況,纖維
與基體間的界面十分有利于裂紋的.擴展.就目前的知識水平
而言,為了選材,假定任何一種非金屬材料的疲勞壽命,都不
超過裂紋從某一起始尺寸擴展到最終失效的臨界尺寸所需的
循環數,這無疑是十分慎重的.由于許多非金屬材料就其組
織與性質而言都有很大的變化,因此對此也許不能作出其它
有益的一般性結論.
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