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任何弹簧的疲劳都是发生在所受应力最大、 强度最弱的局部位置上。

　　任何弹簧的疲劳都是发生在所受应力最大、强度最弱的局部位置上。一般情况下像脆性的晶粒边界、机械加工所产生切削痕、圆孔部分、阶梯部分以及表面夹杂物、腐蚀坑、滑移带等应力集中的地方，就是一般弹簧首先发生疲劳裂纹的地方。滑移，成核，微观裂纹的扩展，以及宏观裂纹扩展、瞬时断裂是金属材料疲劳断裂过程大致要经过的几个阶段。

　　疲劳裂纹在金属材料上产生的形式是多种多样的。有些疲劳裂纹是在金属晶体表面、晶界或者是在金属内部非金属夹杂物与基体交界处产生的；有些疲劳裂纹是在金属表面上的划伤、焊接裂纹、腐蚀小坑、锻造、脱碳等一些缺陷处产生；有些疲劳裂纹是产生在因零件的结构形状而造成的应力集中处。因为材料本身结构以及工作环境的不同，疲劳裂纹产生的方式也不同。一般来说，疲劳裂纹有以下三种主要产生方式：

　　1、夹杂物与基体界面开裂在一定的交变应力作用下，应力水平较低（高周疲劳）时，存在于金属材料中非金属夹杂物和第二相质点，就有可能发生断裂或与基体界面发生分离，这样就形成了疲劳裂纹。夹杂物的断裂不是疲劳裂纹萌生的决定性因素，夹杂物在这里的主要作用是促进滑移带裂纹的萌生。夹杂物或第二相的性质和尺寸影响着滑移带的萌生。夹杂物的尺寸越大，分布越不均匀，它所引起的应力集中也就越严重，对裂纹的萌生产生的影响也就越大。

　　2、滑移带开裂对于一般韧性金属的无裂纹光滑试样，其疲劳裂纹是由材料内部的晶粒滑移而产生的。在最大剪应力作用平面内组成金属的某些晶粒的取向，很容易产生滑移，然而其滑线的分布方式却是不均匀的，仅出现在局部区域，原有的滑移线的滑移量随着疲劳过程的进行不断的增大，出现组成滑移带的新挨着的滑移线。随着滑移带的不断地加深加宽，在表面出现“侵入沟”和“挤出带”。有时一些材料的表面经过高度的抛光后没有应力集中，但是在较高循环应力的作用下，滑移带还是能够形成的。裂纹源就是由这些侵入沟和挤出带形成的。

　　在变应力的作用下表面没有缺陷的试件内部因相互的作用力发生了滑移，使晶格发生扭曲，造成晶粒的破裂，如果这种交变应力持续作用，这种现象就会不断出现，一直到使材料表面某一处失去塑性变形的能力从而导致疲劳裂纹源的形成，也就是疲劳裂纹成核。金属表面从开始滑移一直到疲劳裂纹成核，这个过程是疲劳过程的第一阶段。当疲劳裂纹生长到一定的长度以后，就会使方向逐渐改变，最后就会沿着与拉伸应力成垂直的方向生长，此过程就是裂纹扩展阶段，也就是疲劳过程的第二阶段。

　　3、晶界开裂当材料处于高温情态状况下，滑移带到达晶界上就会受阻，然而在这种情况下疲劳继续滑行，就会引起滑移带在晶界上的应变不断的增加，在晶界前造成位错塞积。当位错塞积形成的应力达到理论断裂强度时，就会引起晶界开裂并形成裂纹。

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弹簧的断裂都是有裂纹引起的， 然而裂纹尖端附近的应力场对裂纹的静止、 平衡和发展都有直接的影响。

  弹簧的断裂都是有裂纹引起的， 然而裂纹尖端附近的应力场对裂纹的静止、 平衡和发展都有直接的影响。当弹簧在承受静载荷的情况下， 只要其工作应力小于其临界应力， 弹簧在静应力水平下工作就是安全而且可靠的， 除非在工作应力≥临界应力情况下， 弹簧才会发生脆性破坏。
 
  但是弹簧在承受交变应力的情况下， 有时即使是在很低的应力状况下进行工作，都会出现弹簧疲劳断裂的情况。 这是因为当弹簧中有初始裂纹时， 它就会在交变应力的作用下发生缓慢的扩展， 当其扩展到一定状态时， 弹簧就会发生断裂。 裂纹从其初始值扩展到临界值的过程， 称为疲劳裂纹的亚临界扩展， 也就是宏观裂纹的剩余寿命阶段。

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钢材，10的7次方循环。满足S＜S的设计就是长寿命设计。

在工程的实际中，为了评价和估算疲劳寿命或者是疲劳强度，这就需要建立外载荷与寿命之间的关系。能够反映外加变应力S与疲劳寿命N之间关系的曲线叫做S-N曲线，或称之为Wohler曲线，它是根据材料的疲劳强度实验数据得出的。这就是所谓的材料的S-N曲线。

一般情况下，材料疲劳性能试验所用的小尺寸光滑圆柱试件是标准试件。通过材料的基本S-N曲线，我们可以看到它所展示的是在恒幅对称循环应力的作用下光滑材料的裂纹萌生寿命。在应力比一定的情况下，对一组标准试件施加不同应力幅进行试验，记录其相应疲劳寿命，就可以得到S-N曲线。当应力比一定时，应力越小，产生的疲劳寿命就越长。当应力小于某个极限值时，弹簧就不会发生破坏，寿命趋于无限大。由S-N曲线所确定的，对应于疲劳寿命N的应力，被称为寿命N的疲劳强度，记做Sn。疲劳寿命N趋于无穷大时所对应的应力S的极限值被称为材料的疲劳极限。

因为疲劳极限是通过材料的疲劳试验确定的，而且试验是不可能一直做下去的，所以在很多试验研究的基础上所谓的“无穷大＂一般被定义为：钢材，10的7次方循环。满足S＜S的设计就是无限寿命设计。

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疲劳寿命N趋于无穷大时所对应的应力S的极限值被称为弹簧材料的疲劳极限。​

一般情况下，材料疲劳性能试验所用的小尺寸光滑圆柱试件是标准试件。通过材料的基本S-N曲线，我们可以看到它所展示的是在恒幅对称循环应力的作用下光滑材料的裂纹萌生寿命。在应力比一定的情况下，对一组标准试件施加不同应力幅进行试验，记录其相应疲劳寿命，就可以得到S-N曲线。当应力比一定时，应力越小，产生的疲劳寿命就越长。当应力小于某个极限值时，弹簧就不会发生破坏，寿命趋于无限大。由S-N曲线所确定的，对应于疲劳寿命N的应力，被称为寿命N的疲劳强度，记做Sn。疲劳寿命N趋于无穷大时所对应的应力S的极限值被称为弹簧材料的疲劳极限。

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弹簧的断裂都是有裂纹引起的

弹簧的断裂都是有裂纹引起的，然而裂纹尖端附近的应力场对裂纹的静止、平衡和发展都有直接的影响。当弹簧在承受静载荷的情况下，只要其工作应力小于其临界应力，弹簧在静应力水平下工作就是安全而且可靠的，除非在工作应力≥临界应力情况下，弹簧才会发生脆性破坏。

但是弹簧在承受交变应力的情况下，有时即使是在很低的应力状况下进行工作，都会出现弹簧疲劳断裂的情况。这是因为当弹簧中有初始裂纹时，它就会在交变应力的作用下发生缓慢的扩展，当其扩展到一定状态时，弹簧就会发生断裂。裂纹从其初始值扩展到临界值的过程，称为疲劳裂纹的亚临界扩展，也就是宏观裂纹的剩余寿命阶段。

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