【聊聊】疲勞Fatigue是什麼？從材料科學解讀人生的疲勞及倦怠感
不曉得大家有沒有這樣的經驗過呢？
常常在生活的時候感到疲勞或是進入倦怠期的感覺，總覺得懶洋洋提不起勁
或是一路忙碌，中間都沒有好好休息，週末報復性睡覺，即使睡再久也好像還是累累的
其實不只是人，材料也會有這種疲勞Fatigue呀，甚至還可以做實驗分析量化疲勞
就讓我們從科學的角度來看「疲勞」
疲勞在材料科學領域中的定義
簡而言之，疲勞就是材料受到一個長時間小幅度的施力，材料不會在第一時間就發生斷裂，而是經過長時間累積疲勞，最後到達臨界點後就直接破裂，導致事故發生。
雖然是在指材料，不過也很人很像不是嗎？當我們在生活中一直累積壓力：工作上的壓力、人際交往上的負面情緒、家庭的負擔等等，沒有適當透過自己喜歡的休閒活動、運動來排解壓力，往往最後也會在到達自己的臨界點後爆炸。
疲勞測試Fatigue Test
如上圖，我們可以在試片上面掛一定重量（Ｗ），然後旋轉試片，就可以製造重複拉壓的效果，然後要看轉幾次才會使試驗片疲勞導致被拉斷。通常這個疲勞測試都要做很久（大概會需要幾天）。
然後統計一下不同重量下旋轉的週期數目可以得到以下的S-N曲線（烏勒曲線），S-N曲線用來分析材料的疲勞特性，縱軸是循環應力震幅（Stree） ，橫軸為應力週期數對數值（N, cycle ）
可以看到上圖，有些金屬材料在承受到一定程度應力後，就會在有限的迴轉週期內斷裂，這時候的壓力（達到曲線平緩處之應力）就是疲勞限（Fatigue Limit）。
影響疲勞的幾個因素
1. 表面處理
機械切削的過程中，難免有留下微小的刮痕，凹痕處往往是應力集中處，也是降低疲勞壽命的元兇。可以看到下圖，在經過拋光後的試片，疲勞限明顯提升，可以忍受更高的應力！
---取材自志虹熱處理
2. 材料種類
疲勞壽命以及承受循環應力時的表現特徵，因材料種類而異。如下圖不同材料，其疲勞限就會不同。
3. 腐蝕環境
環境條件造成的腐蝕、氣體脆化（gas-phase embrittlement）等腐蝕疲勞會影響疲勞壽命。
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