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非金属材料的疲劳
虽然疲劳首先是作为金属材料中的一个严重工程问题被
记载下来的,但在非金属材料中也会出现疲劳,而且许多特征
都与在金属中所观察到的相类似.非金属材料的S一Ⅳ曲线
与金属材料的心一Ⅳ曲线形状相同,而且在非金属材料的断口
表面上往往也能观察到疲劳条带.然而,考虑到从金属到非
金属(比如说聚合物、混凝土或各类复合材料)在结构和性能
方面都有很大的变化,自然可以期待疲劳性能也必然会产生
重大的差异.
首先需要明确的是,根据疲劳裂纹的起始过程能否对影
响疲劳寿命的重大因素进行预测.如果材料就其本质来说含
有便于形成非根源性宏观裂纹的不连续性或界面,那么裂纹
起始过程就对疲劳寿命无益.就混凝土来说,情形似乎就是
这样,已知疲劳裂纹起源于水泥浆的内部或靠近泥浆与混凝
料间的界面.在复合材料中确实也存在有类似的情况,纤维
与基体间的界面十分有利于裂纹的.扩展.就目前的知识水平
而言,为了选材,假定任何一种非金属材料的疲劳寿命,都不
超过裂纹从某一起始尺寸扩展到最终失效的临界尺寸所需的
循环数,这无疑是十分慎重的.由于许多非金属材料就其组
织与性质而言都有很大的变化,因此对此也许不能作出其它
有益的一般性结论.
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