假设某储氢气瓶金属 boss 处的材料为某高强度合金钢,其材料的疲劳极限σ-1= 300MPa。在实际使用中,金属 boss 所受的最大应力 σmax= 400MPa,最小应力 σmin= 100MPa。
首先,我们计算应力幅σa和平均应力σm:
然后,根据疲劳寿命估算的 Goodman 公式:
(其中σb
为材料的抗拉强度,假设该材料的抗拉强度σb= 800MPa)),我们可以计算在这种应力状态下材料的疲劳寿命折减系数。
将数据代入公式可得:
这意味着,在当前应力状态下,材料的实际疲劳寿命约为理想状态(仅考虑疲劳极限)下的(81.25%) 。如果按照理想状态下该材料能承受N0 = 100万次循环加载,那么在当前应力状态下,其疲劳寿命N约为:
N = N0×0.8125 = 1000000×0.8125 = 812500次循环加载 ;
而在实际情况中,由于氢脆等因素的影响,疲劳寿命还会进一步降低。(当然了这个N0的实际的次数也有浮动)
我之前用另一个方法计算过,大家可以看看: