第4章 機械零件的強度 - 2013

1、第第4章章 機械零件的強度機械零件的強度第第4章章 機械零件的強度機械零件的強度第第4章章 機械零件的強度機械零件的強度靜載荷靜載荷變載荷變載荷不隨時間改變或變化緩慢不隨時間改變或變化緩慢隨時間作周期性或非周期性變化隨時間作周期性或非周期性變化名義載荷名義載荷計算載荷計算載荷理想工作條件下的載荷理想工作條件下的載荷作用于零件的實際載荷作用于零件的實際載荷計算載荷計算載荷名義載荷名義載荷=K 載荷系數(shù)載荷系數(shù)？4.1 載荷和應力載荷和應力4.1.1 載荷的分類載荷的分類第第4章章 機械零件的強度機械零件的強度靜應力靜應力變應力變應力不隨時間改變或變化緩慢不隨時間改變或變化緩慢隨時間作周期性或非周

2、期性變化隨時間作周期性或非周期性變化變應力變應力穩(wěn)定變應力穩(wěn)定變應力周期性循環(huán)變應力周期性循環(huán)變應力非穩(wěn)定變應力非穩(wěn)定變應力非周期性循環(huán)變應力非周期性循環(huán)變應力穩(wěn)定變應力穩(wěn)定變應力非對稱循環(huán)變應力非對稱循環(huán)變應力對稱循環(huán)變應力對稱循環(huán)變應力脈動循環(huán)變應力脈動循環(huán)變應力4.1.2 應力的分類應力的分類第第4章章 機械零件的強度機械零件的強度 =常數(shù)常數(shù)ttmaxminammaxammaxamin對稱循環(huán)變應力對稱循環(huán)變應力脈動循環(huán)變應力脈動循環(huán)變應力非對稱循環(huán)變應力非對稱循環(huán)變應力靜應力靜應力OtOOtO第第4章章 機械零件的強度機械零件的強度幾個應力參數(shù)幾個應力參數(shù)平均應力：平均應力：2min

3、maxm應應 力力 幅：幅：2minmaxa對稱循環(huán)對稱循環(huán):m= 0; a=max脈動循環(huán)脈動循環(huán):m=a=max / 2第第4章章 機械零件的強度機械零件的強度循環(huán)特征：循環(huán)特征：maxminr 表示應力變化的情況表示應力變化的情況對稱循環(huán)對稱循環(huán) r = -1脈動循環(huán)脈動循環(huán) r = 0非對稱循環(huán)非對稱循環(huán) r 0 且且 | r | 1; 靜應力靜應力 r = +1用用r 表示循環(huán)特征為表示循環(huán)特征為 r 的變應力。如的變應力。如 -1、0等等第第4章章 機械零件的強度機械零件的強度注意：注意：變載荷變載荷 變應力變應力靜載荷靜載荷 靜應力靜應力 ？或變應力或變應力nP an第第4章章

4、機械零件的強度機械零件的強度主要失效形式：斷裂或塑性變形主要失效形式：斷裂或塑性變形強度條件：強度條件： 或或 sslimlim;許用應力：許用應力：lim 、lim 極限應力極限應力 s 安全系數(shù)安全系數(shù)4.2 機械零件的靜強機械零件的靜強度度第第4章章 機械零件的強度機械零件的強度塑性材料：塑性材料：lim = s ；lim = s脆性材料：脆性材料：lim = B ；lim = BB、B 材料強度極限材料強度極限s、s 材料屈服極限材料屈服極限強度條件也可用安全系數(shù)來表強度條件也可用安全系數(shù)來表示示第第4章章 機械零件的強度機械零件的強度4.3 機械零件的疲勞強度機械零件的疲勞強度疲勞斷

5、裂具有以下特征疲勞斷裂具有以下特征: 1 ) 疲勞斷裂的最大應力遠比靜應力下材料的強度極限低疲勞斷裂的最大應力遠比靜應力下材料的強度極限低;2) 其疲勞斷口均表現(xiàn)為無明顯塑性變形的脆性突然斷裂其疲勞斷口均表現(xiàn)為無明顯塑性變形的脆性突然斷裂;3) 疲勞斷裂是損傷的積累疲勞斷裂是損傷的積累, 初期在零件表面或表層形成微裂紋初期在零件表面或表層形成微裂紋, 隨著應力循環(huán)次數(shù)的增加微裂紋逐漸擴展隨著應力循環(huán)次數(shù)的增加微裂紋逐漸擴展, 直至余下的未裂開直至余下的未裂開的截面積不足以承受外荷載時的截面積不足以承受外荷載時, 零件就突然斷裂零件就突然斷裂在變應力作用下在變應力作用下, 機械零件的主要失效形式

6、是疲勞斷裂機械零件的主要失效形式是疲勞斷裂4.3.1 疲勞斷裂特征疲勞斷裂特征第第4章章 機械零件的強度機械零件的強度初始裂紋初始裂紋疲勞區(qū)疲勞區(qū)(光滑光滑)粗糙區(qū)粗糙區(qū)強度條件：強度條件：limslim = ？疲勞破壞與零件的變應力循環(huán)次數(shù)有關(guān)疲勞破壞與零件的變應力循環(huán)次數(shù)有關(guān)N 應力循環(huán)次數(shù)應力循環(huán)次數(shù)rN 疲勞極限（對應于疲勞極限（對應于N）N0 循環(huán)基數(shù)循環(huán)基數(shù)r 持久極限持久極限軸軸4.3.2 疲勞極限疲勞極限對任一給定的應力循環(huán)特性對任一給定的應力循環(huán)特性r , 當應力循環(huán)當應力循環(huán)N 次后次后, 材料不發(fā)生材料不發(fā)生疲勞破壞的最大應力稱為疲勞破壞的最大應力稱為疲勞極限疲勞極限,

7、以以rN 表示。表示。以以N 或或lg N 為橫坐標為橫坐標,rN 或或lg rN 為縱坐標為縱坐標, 把表示把表示rN (或或lg rN )和和N( 或或lg N) 的關(guān)系曲線稱為的關(guān)系曲線稱為疲勞曲線或疲勞曲線或- N 曲線曲線第第4章章 機械零件的強度機械零件的強度0mmrNrNN const由此得：由此得：0mrNrNrNNkNk為 壽 命 系 數(shù)與應力狀態(tài)有與應力狀態(tài)有關(guān)的指數(shù)關(guān)的指數(shù)金屬材料的疲勞曲線可分兩類金屬材料的疲勞曲線可分兩類: 1)大多數(shù)黑色金屬及其合金大多數(shù)黑色金屬及其合金, 當應當應力循環(huán)次數(shù)力循環(huán)次數(shù)N 高于某一數(shù)值高于某一數(shù)值N0 后后, 疲勞曲線呈現(xiàn)為水平直線疲

8、勞曲線呈現(xiàn)為水平直線; 2)對有色合金和高硬度合金鋼對有色合金和高硬度合金鋼, 無無論論N 值多大值多大, 疲勞曲線也不存在水疲勞曲線也不存在水平部分平部分有明顯水平部分的疲勞曲線可以分為兩個區(qū)域有明顯水平部分的疲勞曲線可以分為兩個區(qū)域: N N0 的部分稱為有限壽命區(qū)的部分稱為有限壽命區(qū), N N0 的部分稱為無限壽命區(qū)的部分稱為無限壽命區(qū)N疲勞曲線鋼 m=9拉、彎應力、剪應力 m=6接觸應力青銅 m=9彎曲應力 m=8接觸應力第第4章章 機械零件的強度機械零件的強度對任何材料（標準試件），不同的應力循環(huán)特性有不同的對任何材料（標準試件），不同的應力循環(huán)特性有不同的持久極限，即每種應力循環(huán)特

9、性下都對應著該材料的最大持久極限，即每種應力循環(huán)特性下都對應著該材料的最大應力應力 ，再由應力循環(huán)特性可求出，再由應力循環(huán)特性可求出 和和 、maxminmmaxa以以 為橫坐標、為橫坐標、 為縱坐標，即可得材料在不同應力循為縱坐標，即可得材料在不同應力循環(huán)特性下的極限環(huán)特性下的極限 和和 的關(guān)系圖的關(guān)系圖mmaa4.3.3 疲勞極限應力圖疲勞極限應力圖同一種材料在不同的應力循環(huán)特性下的疲勞極限應力圖同一種材料在不同的應力循環(huán)特性下的疲勞極限應力圖第第4章章 機械零件的強度機械零件的強度1(0,)A對稱疲勞極限點C(,0)B強度極限點00B(,)22脈動疲勞極限點S(,0)s屈服極限點liml

10、imAErrmrar段若則不會疲勞破壞limlimESsrmras段若則不會塑性破壞折線以內(nèi)為疲勞和塑性安全區(qū)，折線以外為疲勞和塑性失效折線以內(nèi)為疲勞和塑性安全區(qū)，折線以外為疲勞和塑性失效區(qū)，工作應力點離折線越遠，安全程度愈高。區(qū)，工作應力點離折線越遠，安全程度愈高。第第4章章 機械零件的強度機械零件的強度4.3.4 影響機械零件疲勞強度的主要因素影響機械零件疲勞強度的主要因素影響機械零件疲勞強度的因素很多影響機械零件疲勞強度的因素很多, 有應力集中、零有應力集中、零件尺寸、表面狀況、環(huán)境介質(zhì)、加載順序和頻率等件尺寸、表面狀況、環(huán)境介質(zhì)、加載順序和頻率等,1. 應力集中的影響應力集中的影響有效

11、應力集中系數(shù)有效應力集中系數(shù):材料、尺寸和受載情況都相同的材料、尺寸和受載情況都相同的一個無應力集中試樣與一個有應力集中試樣的疲勞一個無應力集中試樣與一個有應力集中試樣的疲勞極限的比值極限的比值, 即即式中式中:- 1 、(- 1 )k 無應力集中試樣和有應力集無應力集中試樣和有應力集中試樣的疲勞極限。中試樣的疲勞極限。1(1)kK第第4章章 機械零件的強度機械零件的強度2. 絕對尺寸的影響絕對尺寸的影響其他條件相同時其他條件相同時, 零件尺寸越大零件尺寸越大, 則其疲勞強度越低。原因則其疲勞強度越低。原因是尺寸大時是尺寸大時, 材料晶粒粗材料晶粒粗,出現(xiàn)缺陷的概率大出現(xiàn)缺陷的概率大, 機加工

12、后表機加工后表面冷作硬化層相對較薄面冷作硬化層相對較薄, 疲勞裂紋容易形成。疲勞裂紋容易形成。截面絕對尺寸對疲勞極限的影響截面絕對尺寸對疲勞極限的影響, 用絕對尺寸系數(shù)用絕對尺寸系數(shù) 表示。表示。絕對尺寸系數(shù)定義絕對尺寸系數(shù)定義:直徑為直徑為d的試樣的疲勞極限的試樣的疲勞極限(- 1 ) d 與直與直徑徑d0 = 610 mm 的試樣的疲勞極限的試樣的疲勞極限(- 1 ) d0 的比值的比值, 即即10()(1)dd第第4章章 機械零件的強度機械零件的強度3. 表面狀態(tài)的影響表面狀態(tài)的影響表面狀態(tài)包括表面粗糙度和表面處理的情況。零件表表面狀態(tài)包括表面粗糙度和表面處理的情況。零件表面光滑或經(jīng)過各

13、種強化處理面光滑或經(jīng)過各種強化處理( 如噴丸、表面熱處理或表如噴丸、表面熱處理或表面化學處理等面化學處理等) , 可以提高零件的疲勞強度可以提高零件的疲勞強度表面狀態(tài)對疲勞極限的影響可用表面狀態(tài)系數(shù)表面狀態(tài)對疲勞極限的影響可用表面狀態(tài)系數(shù)表示。表示。10()(1)表面狀態(tài)系數(shù)定義表面狀態(tài)系數(shù)定義:試樣在某種表面狀態(tài)下的疲勞極試樣在某種表面狀態(tài)下的疲勞極限限(- 1 ) 與精拋光試樣與精拋光試樣(未經(jīng)強化處理未經(jīng)強化處理) 的疲勞極限的疲勞極限(- 1 )0 的比值的比值第第4章章 機械零件的強度機械零件的強度由實驗得知由實驗得知, 應力集中、尺寸效應和表面狀態(tài)只對應力幅應力集中、尺寸效應和表面

14、狀態(tài)只對應力幅有影響有影響, 對平均應力沒有影響。通常對平均應力沒有影響。通常,可將這三個系數(shù)綜合可將這三個系數(shù)綜合考慮考慮, 稱為稱為綜合影響系數(shù)綜合影響系數(shù), 即即()DKK 在計算時在計算時, 零件的工作應力幅要乘以綜合影響系數(shù)零件的工作應力幅要乘以綜合影響系數(shù)第第4章章 機械零件的強度機械零件的強度4.3.5 許用疲勞極限應力圖許用疲勞極限應力圖對于有應力集中、絕對尺寸和表面狀態(tài)影響的零件對于有應力集中、絕對尺寸和表面狀態(tài)影響的零件, 在在計算安全系數(shù)時必須考慮綜合影響系數(shù)計算安全系數(shù)時必須考慮綜合影響系數(shù)( k )D 或或( k )D 和壽命系數(shù)和壽命系數(shù)kN 對疲勞強度的影響對疲勞

15、強度的影響在簡化疲勞極限應力圖基礎(chǔ)上得到許用疲勞極限應力在簡化疲勞極限應力圖基礎(chǔ)上得到許用疲勞極限應力1(0,)()NDkk00(,)22()NNDkkk(,0)S第第4章章 機械零件的強度機械零件的強度4.3.6 穩(wěn)定變應力狀態(tài)下穩(wěn)定變應力狀態(tài)下機械零件的疲勞強度計算機械零件的疲勞強度計算一一. 許用應力法許用應力法機械零件在變應力作用下的疲勞強度計算與靜強度計機械零件在變應力作用下的疲勞強度計算與靜強度計算相似算相似, 即零件危險點處的最大工作應力應小于或等于即零件危險點處的最大工作應力應小于或等于零件的許用應力零件的許用應力危險點處的最大工作應力危險點處的最大工作應力max 仍按靜載荷時

16、的應仍按靜載荷時的應力公式計算力公式計算,其許用應力取零件的疲勞極限其許用應力取零件的疲勞極限r(nóng)N 除以除以規(guī)定的安全系數(shù)規(guī)定的安全系數(shù)S第第4章章 機械零件的強度機械零件的強度零件在零件在對稱循環(huán)對稱循環(huán)下的許用應力用下的許用應力用- 1 來表示來表示, 則對稱循則對稱循環(huán)下的疲勞強度條件為環(huán)下的疲勞強度條件為對某些受對某些受不對稱循環(huán)不對稱循環(huán)變應力的零件變應力的零件, 其疲勞強度條件可取為其疲勞強度條件可取為式中式中,a 、a 分別為零件所受的最大工作應力幅分別為零件所受的最大工作應力幅和許用應力幅。和許用應力幅。1max1Saa第第4章章 機械零件的強度機械零件的強度進行零件疲勞強度計

17、算時，首先根據(jù)零件危險截面上的 max 及 min確定平均應力m與應力幅a，然后，在極限應力線圖的坐標中標示出相應工作應力點n或m。 根據(jù)零件工作時所受的約束來確定應力可能發(fā)生的變化規(guī)律，從而決定以哪一個點來表示極限應力。機械零件可能發(fā)生的典型的應力變化規(guī)律有以下三種： 應力比為常數(shù)：r=C 平均應力為常數(shù)m=C 最小應力為常數(shù)min=C相應的疲勞極限應力應是極限應力曲線上的某一個點所代表的應力。),(am二二. 安全系數(shù)法安全系數(shù)法危險截面處的危險截面處的S S1 單向應力狀態(tài)時的安全系數(shù)單向應力狀態(tài)時的安全系數(shù)第第4章章 機械零件的強度機械零件的強度（1 1）、）、 大多數(shù)轉(zhuǎn)軸中的應力狀態(tài)

18、大多數(shù)轉(zhuǎn)軸中的應力狀態(tài) Cmaxmin/meOaeCmNN1ADM1aGM過原點與工作應力點過原點與工作應力點M M或或N N作連線交作連線交ADGADG于于M M1 1和和N N1 1點，由于點，由于直線上任一點的應力循環(huán)特性均相同直線上任一點的應力循環(huán)特性均相同, M, M1 1和和N N1 1點即為所求的極點即為所求的極限應力點限應力點 mlimmaxm11aamaam第第4章章 機械零件的強度機械零件的強度meOaeCmNN1ADM1aGMa)a)當工作應力點位于當工作應力點位于OAGOAG內(nèi)內(nèi)極限應力為疲勞極限，極限應力為疲勞極限，按疲勞強度計算按疲勞強度計算11maxmax()()

19、()NamNamDamDamkkkk 零件的極限應力零件的極限應力( (疲勞極限疲勞極限) )正應力安全系數(shù)正應力安全系數(shù)max1max ()NDamkssk 同理，切應力安全系數(shù)同理，切應力安全系數(shù)max1max ()NDamkssk 、 是將平均應力折合為應力是將平均應力折合為應力幅的等效系數(shù)幅的等效系數(shù), , 其大小表示材料對其大小表示材料對循環(huán)不對稱特性的敏感程度循環(huán)不對稱特性的敏感程度第第4章章 機械零件的強度機械零件的強度b)b)工作應力點位于工作應力點位于OGCOGC內(nèi)內(nèi)極限應力為屈服極限，按靜強度計算極限應力為屈服極限，按靜強度計算max ssmassmax ssmass第第4

20、章章 機械零件的強度機械零件的強度（2）、）、 振動中的受載彈簧的應力狀態(tài)振動中的受載彈簧的應力狀態(tài)cm需在極限應力圖上找一個其平均應力與工作應力相同的極需在極限應力圖上找一個其平均應力與工作應力相同的極限應力，如圖，過工作應力點限應力，如圖，過工作應力點M（N）作與縱軸平行的軸線交）作與縱軸平行的軸線交AGC于于M2（N2 ）點，即為極限應力點）點，即為極限應力點 NOHmCMM2ADGN2aa) 當工作應力點位當工作應力點位 于于OAGH區(qū)域區(qū)域極限應力為疲勞極限極限應力為疲勞極限 強度條件：強度條件： )()(1maxmaxmaxlimskksammecab）工作應力點位于）工作應力點位

21、于GHC區(qū)域區(qū)域極限應力為屈服極限極限應力為屈服極限 強度條件為：強度條件為： maxlimssamseca第第4章章 機械零件的強度機械零件的強度（3）、）、 軸向變載荷的緊螺栓聯(lián)接中的軸向變載荷的緊螺栓聯(lián)接中的螺栓應力狀態(tài)螺栓應力狀態(tài) cmin過工作應力點過工作應力點M（N）作與橫坐標成）作與橫坐標成45的直線，則這直線任的直線，則這直線任一點的最小應力一點的最小應力 均相同，均相同，直線與極限應力線圖直線與極限應力線圖交點交點 即為所求極限應力點。即為所求極限應力點。 cammin ammin)(33NMminMaOminN45CmM3AJGN3MN45LI第第4章章 機械零件的強度機械

22、零件的強度minMaOminN45CmM3AJGN3MN45LIa)a)工作應力點位于工作應力點位于OJGIOJGI區(qū)域內(nèi)區(qū)域內(nèi)求求AG與與MM3的交點的交點:aememeeaeekk11aeamaememinkkmeaeemin1maxlim)(2 )2)()(2)()(2minmin1min1maxlimSkkkkSaameca強度條件強度條件: :極限應力為疲勞極限，極限應力為疲勞極限，按疲勞強度計算按疲勞強度計算第第4章章 機械零件的強度機械零件的強度minMaOminN45CmM3AJGN3MN45LIc）工作應力位于）工作應力位于OAJ區(qū)域內(nèi)區(qū)域內(nèi)),(3aemeNesaemeli

23、m 2minmaxlimSSasamsecaminb)工作應力點位于工作應力點位于IGC區(qū)域區(qū)域極限應力為屈服極限極限應力為屈服極限按靜強度計算按靜強度計算極限應力點為極限應力點為靜強度條件靜強度條件為負值，工程中罕見，故不作考慮。為負值，工程中罕見，故不作考慮。 第第4章章 機械零件的強度機械零件的強度5）等效應力幅）等效應力幅 mNNN0maadk注意：注意：1）若零件所受應力變化規(guī)律不能肯定，一般采用）若零件所受應力變化規(guī)律不能肯定，一般采用 r =C的的情況計算情況計算2）上述計算均為按無限壽命進行零件設(shè)計，若按有限壽）上述計算均為按無限壽命進行零件設(shè)計，若按有限壽命要求設(shè)計零件時，即

24、應力循環(huán)次數(shù)命要求設(shè)計零件時，即應力循環(huán)次數(shù)103(104)NNo時時，這時上述公式中的極限應力應為有限壽命的疲勞極，這時上述公式中的極限應力應為有限壽命的疲勞極限限 ，即應以，即應以-1N 代代-1 ，以，以oN代代o3）當未知工作應力點所在區(qū)域時，應同時考慮可能出現(xiàn)）當未知工作應力點所在區(qū)域時，應同時考慮可能出現(xiàn)的兩種情況的兩種情況4）對切應力上述公式同樣適用，只需將）對切應力上述公式同樣適用，只需將改為改為即可。即可。第第4章章 機械零件的強度機械零件的強度2 復合應力狀態(tài)時的安全系數(shù)復合應力狀態(tài)時的安全系數(shù)很多零件很多零件(如轉(zhuǎn)軸如轉(zhuǎn)軸) 在工作時同時受有彎曲應力和扭轉(zhuǎn)應力在工作時同時

25、受有彎曲應力和扭轉(zhuǎn)應力的復合變應力作用。根據(jù)試驗研究和理論分析的復合變應力作用。根據(jù)試驗研究和理論分析, 可導出零可導出零件在對稱循環(huán)彎扭復合應力狀態(tài)下的疲勞強度安全系數(shù)計件在對稱循環(huán)彎扭復合應力狀態(tài)下的疲勞強度安全系數(shù)計算式為算式為式中的式中的S 和和S 可根據(jù)下面的公式計算可根據(jù)下面的公式計算:22S SSSS11()()NDaNDakSkkSk第第4章章 機械零件的強度機械零件的強度4.3.7 非穩(wěn)定變應力狀態(tài)下機械零件的疲勞強度計算非穩(wěn)定變應力狀態(tài)下機械零件的疲勞強度計算 非穩(wěn)定循環(huán)變應力的種類非穩(wěn)定循環(huán)變應力的種類常見的非穩(wěn)定循環(huán)變應力有兩種常見的非穩(wěn)定循環(huán)變應力有兩種: 規(guī)律性非穩(wěn)

26、定變應力規(guī)律性非穩(wěn)定變應力:應力按一定規(guī)律周期性變化應力按一定規(guī)律周期性變化, 且應力幅也是按一定規(guī)律周期性變化且應力幅也是按一定規(guī)律周期性變化(2) 隨機性非穩(wěn)定變應力隨機性非穩(wěn)定變應力:應力的變化不呈周期性應力的變化不呈周期性, 而而帶有偶然性帶有偶然性, 隨機性非穩(wěn)定變應力可采用統(tǒng)計概率隨機性非穩(wěn)定變應力可采用統(tǒng)計概率分布方法轉(zhuǎn)化成規(guī)律性非穩(wěn)定變應力。分布方法轉(zhuǎn)化成規(guī)律性非穩(wěn)定變應力。第第4章章 機械零件的強度機械零件的強度疲勞損傷累積假說是疲勞損傷累積假說是: 在疲勞裂紋形成和擴展的過程中在疲勞裂紋形成和擴展的過程中, 零件或材料內(nèi)部的損傷是逐漸積累的零件或材料內(nèi)部的損傷是逐漸積累的,

27、 積累到一定程度積累到一定程度才發(fā)生斷裂。才發(fā)生斷裂。用統(tǒng)計方法進行疲勞強度計算用統(tǒng)計方法進行疲勞強度計算非非穩(wěn)定變應力穩(wěn)定變應力非規(guī)律性非規(guī)律性規(guī)律性規(guī)律性按損傷累按損傷累積積假說進行疲勞強度計算假說進行疲勞強度計算第第4章章 機械零件的強度機械零件的強度規(guī)律性不穩(wěn)定變應力線性疲勞損傷累積計算提出線性疲勞損傷累積計算提出: 應力每循環(huán)一次應力每循環(huán)一次, 造成零造成零件一次壽命損傷件一次壽命損傷, 其總壽命損傷率為其總壽命損傷率為:零件達到疲勞壽命極限時零件達到疲勞壽命極限時, 理論上總壽命損傷率為理論上總壽命損傷率為13121123nniiniNNNNNFNNNNN11niiiNFN第第4

28、章章 機械零件的強度機械零件的強度2. 非穩(wěn)定變應力疲勞強度計算非穩(wěn)定變應力疲勞強度計算取轉(zhuǎn)化后的等效應力取轉(zhuǎn)化后的等效應力v 等于非穩(wěn)定變應力中的最大應力等于非穩(wěn)定變應力中的最大應力或作用時間最長的應力或作用時間最長的應力,非穩(wěn)定變應力下零件的疲勞強度計算是先將非穩(wěn)定變應非穩(wěn)定變應力下零件的疲勞強度計算是先將非穩(wěn)定變應力折算成單一的與其總壽命損傷率相等的等效穩(wěn)定變應力折算成單一的與其總壽命損傷率相等的等效穩(wěn)定變應力力v , 然后再按穩(wěn)定變應力進行疲勞強度計算然后再按穩(wěn)定變應力進行疲勞強度計算312123nvnvmiiNNNNNNNNNNNC11221()mmmmnnvvnmiviivNNNN

29、NN根據(jù)總壽命損傷率相等的條件根據(jù)總壽命損傷率相等的條件第第4章章 機械零件的強度機械零件的強度0mNvNkN等效循環(huán)次數(shù)時的壽命系數(shù)求得對稱循環(huán)和非對稱循環(huán)時的安全系數(shù)求得對稱循環(huán)和非對稱循環(huán)時的安全系數(shù)11()()NDavNDavmvkSkkSk 式中式中,av 為等效應力的應力幅為等效應力的應力幅; mv 為等效應力的平均為等效應力的平均應力。應力。對于受非穩(wěn)定切應力的零件疲勞強度計算對于受非穩(wěn)定切應力的零件疲勞強度計算, 只需將上述只需將上述公式中的正應力公式中的正應力換成切應力換成切應力即可即可第第4章章 機械零件的強度機械零件的強度4.4 機械零件的表面接觸強度機械零件的表面接觸強

30、度兩個零件在受載前是點接觸或線接觸兩個零件在受載前是點接觸或線接觸, 受載后受載后, 由于變形其由于變形其接觸處為一小面積接觸處為一小面積, 通常此面積甚小而表層產(chǎn)生的局部應通常此面積甚小而表層產(chǎn)生的局部應力卻很大力卻很大, 這種應力稱為接觸應力。這時零件強度稱為接這種應力稱為接觸應力。這時零件強度稱為接觸強度。觸強度。齒輪、滾動軸承等機械零件齒輪、滾動軸承等機械零件, 都是通過很小的接觸面積傳都是通過很小的接觸面積傳遞載荷的遞載荷的, 因此它們的承載能力不僅取決于整體強度因此它們的承載能力不僅取決于整體強度, 還取還取決于表面的接觸強度。決于表面的接觸強度。第第4章章 機械零件的強度機械零件的強度機機械零件的接觸強度22212121H1111EEBF 式中式中1和和2 分別為兩零件初始接觸線處的曲率半徑分別為兩零件初始接