Fatigue failure

Fatigue failure refers to Plastic deformation or the rupture of a component under cyclic loading. The extent to which a Material withstands a cyclic load is indicated by its fatigue Strength.

The rupture of a component that is subjected to cyclic stress is called fatigue fracture, as material fatigue is a causative factor in the rupture. At a macroscopic level, the vibrations associated with component fatigue simply result in elastic deformations. At a microscopic level, they lead to plastic deformations, which causes a component to fail after a certain number of vibration cycles. Failure thus occurs before reaching the threshold stress for failure based on a static load.

There are three different types of fatigue.

Failure due to:

• Elastic deformations with $\ge $ 10⁴ stress cycles
• Plastic deformations with $<$ 10⁴ stress cycles
• Crack propagation

If a component is already cracked, cyclic stress can make these cracks larger, which also results in component failure.

Schwingbruch

Das Versagen durch Schwingbeanspruchung bezeichnet eine Plastische Verformung bzw. einen Bruch eines Bauteils unter zyklischer Belastung. In welchem Maße ein Werkstoff einer schwingenden Belastung standhält, wird durch seine Schwingfestigkeit beschrieben.

Der aus einer Schwingbeanspruchung resultierende Bruch eines Bauteils wird als Dauerbruch bezeichnet. Ursache für einen Dauerbruch ist die sogenannte Ermüdung des Werkstoffes. Der Dauerbruch wird deswegen auch als Ermüdungsbruch bezeichnet. Bei der Ermüdung eines Bauteils führen Schwingungen auf makroskopischer Ebene nur zu elastischen Verformungen. Mikroskopisch betrachtet bewirken sie plastische Verformungen, sodass ein Bauteil nach einer bestimmten Anzahl an Schwingungszyklen versagt. Das Versagen tritt also schon vor Erreichung der Grenzspannung für Versagen bei statischer Belastung auf.

Es werden drei Arten von Ermüdung unterschieden.

Versagen durch:

• elastische Verformungen mit Lastspielen $\ge $ 10⁴
• plastische Verformungen mit Lastspielen $<$ 10⁴
• Rissausbreitung

Ist ein Bauteil bereits durch Risse vorgeschädigt, so können sich diese durch eine zyklische Beanspruchung weiter ausbreiten und vergrößern. Dies führt ebenfalls zum Bruch.

疲劳失效

疲劳失效是指构件在循环载荷作用下发生塑性形变或断裂的现象。因此一种材料的抗循环载荷能力由它的疲劳强度表示。

构件受到循环应力而导致的断裂称为疲劳断裂，材料的疲劳是引起材料断裂的一个因素。在宏观层面，构件疲劳相关的振动仅仅导致弹性形变。但在微观层面，还产生了塑性形变，因此振动循环一定次数之后材料发生失效。在循环应力条件下材料发生失效的临界应力小于静态载荷条件下材料失效的临界应力。

疲劳失效可分为三类。

失效原因为：

$\ge {10^4} $ 应力循环下的弹性形变

$< {10^4} $ 应力循环下的塑性形变

裂纹扩展

如果一个构件已经存在裂缝，循环应力可以使裂缝扩大，会导致构件断裂失效。

Falla por fatiga

La falla por fatiga se refiere a la deformación plástica o la ruptura de un componente bajo carga cíclica. El grado en que un material soporta una carga cíclica es indicado por su resistencia a la fatiga.

La ruptura de un componente que está sujeto a esfuerzo cíclico se llama fractura por fatiga, ya que la fatiga del material es un factor causante de la ruptura. A nivel microscópico, las vibraciones asociadas con la fatiga del componente resultan simplemente en deformaciones elásticas. A nivel microscópico, conducen a deformaciones plásticas, lo que causa que un componente falle después de un cierto número de ciclos de vibración. Por lo tanto, la falla ocurre antes de llegar al umbral de esfuerzo por fallas basadas en una carga estática.

Hay tres diferentes tipos de fatiga.

Falla debido a:

Deformación elástica con ciclos de esfuerzo de $\ge {10^4} $

Deformaciones plásticas con ciclos de esfuerzo de $< {10^4} $

Propagación de grieta

Si un componente ya está agrietado, el esfuerzo cíclico puede agrandar estas grietas, lo que resulta en una falla del componente.