钢材在复杂应力下的屈服条件与疲劳计算详解：疲劳破坏与应力谱分析

第二章 钢结构材料

2.3 复杂应力下钢材的屈服条件及疲劳计算

2.3.1 复杂应力下钢材的屈服条件

2.3.2 钢材的疲劳及疲劳计算

1疲劳损伤：钢材在循环应力的反复作用下裂纹产生、扩展乃至断裂的现象称为钢材的疲劳或疲劳损伤。疲劳破坏是一种脆性破坏。

2 疲劳计算类别及参数值：

﹙1﹚应力谱 钢材中循环载荷所产生的反复循环应力随时间变化的曲线就是应力谱。

﹙2﹚应力幅Δσ=σ(max) -σ(min)

试验分析证明，当应力幅值相同时，最大应力和最小应力无论是大还是小，应力比是大还是小，对疲劳强度基本没有影响。

﹙3﹚疲劳计算类别：不同类别的钢构件或连接件的疲劳强度不同。根据其疲劳性能分为八个疲劳计算类别，并为每个类别规定了相应的参数值。其中，一类疲劳性能最好，八类最差。应当指出的是，疲劳破坏应力幅或疲劳许用应力幅主要取决于应力循环次数以及构件或连接件的具体构造细节和应力集中。

3疲劳曲线：对于不同的构件和连接件，采用不同的应力幅值，在疲劳试验机上进行等幅循环应力试验，得到试件发生疲劳破坏时的应力循环次数n。连接足够多的测试点，可以得到Δσ-n曲线，即疲劳曲线。

4 钢构件及连接件的疲劳计算：

规范规定，当应力变化循环次数大于或等于10万次（n≥10的5次方）时，应对应力循环过程中出现拉应力的零件进行疲劳计算。对于不发生拉应力的零件，一般不进行疲劳计算。计算疲劳时，既不乘分式系数，也不乘力系数，按弹性法计算应力。

如需查看往期课程，请点击以下链接：

第一章 钢结构概述