第3章機(jī)械零件的強(qiáng)度

1、湖南理工專用 第第3章章 機(jī)械零件的強(qiáng)度機(jī)械零件的強(qiáng)度 強(qiáng)度準(zhǔn)則是設(shè)計(jì)機(jī)械零件的最基本準(zhǔn)則。強(qiáng)度問(wèn)強(qiáng)度準(zhǔn)則是設(shè)計(jì)機(jī)械零件的最基本準(zhǔn)則。強(qiáng)度問(wèn)題分為靜應(yīng)力強(qiáng)度和變應(yīng)力強(qiáng)度。討論與零件的疲題分為靜應(yīng)力強(qiáng)度和變應(yīng)力強(qiáng)度。討論與零件的疲勞強(qiáng)度和接觸強(qiáng)度有關(guān)的強(qiáng)度問(wèn)題；主要介紹材料勞強(qiáng)度和接觸強(qiáng)度有關(guān)的強(qiáng)度問(wèn)題；主要介紹材料疲勞的兩種類別、高周疲勞和機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度疲勞的兩種類別、高周疲勞和機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度計(jì)算、疲勞曲線、極限應(yīng)力線圖、單向穩(wěn)定變應(yīng)力計(jì)算、疲勞曲線、極限應(yīng)力線圖、單向穩(wěn)定變應(yīng)力時(shí)機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度計(jì)算、單向不穩(wěn)定變應(yīng)力時(shí)時(shí)機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度計(jì)算、單向不穩(wěn)定變應(yīng)力時(shí)的疲勞強(qiáng)度計(jì)算、雙向

2、穩(wěn)定變應(yīng)力時(shí)的疲勞強(qiáng)度計(jì)的疲勞強(qiáng)度計(jì)算、雙向穩(wěn)定變應(yīng)力時(shí)的疲勞強(qiáng)度計(jì)算以及機(jī)械零件的接觸強(qiáng)度。算以及機(jī)械零件的接觸強(qiáng)度。 內(nèi)容提要內(nèi)容提要 湖南理工專用 學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo) 學(xué)習(xí)本章要求：掌握機(jī)械零件的強(qiáng)度設(shè)計(jì)準(zhǔn)則；學(xué)習(xí)本章要求：掌握機(jī)械零件的強(qiáng)度設(shè)計(jì)準(zhǔn)則；掌握材料疲勞的兩種類別；熟悉高周疲勞的機(jī)掌握材料疲勞的兩種類別；熟悉高周疲勞的機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度計(jì)算；掌握機(jī)械零件接觸強(qiáng)械零件的疲勞強(qiáng)度計(jì)算；掌握機(jī)械零件接觸強(qiáng)度計(jì)算的有關(guān)知識(shí)，能夠運(yùn)用有關(guān)公式計(jì)算接度計(jì)算的有關(guān)知識(shí)，能夠運(yùn)用有關(guān)公式計(jì)算接觸應(yīng)力。觸應(yīng)力。 湖南理工專用 第第3章章 機(jī)械零件的強(qiáng)度機(jī)械零件的強(qiáng)度3-1 材料的疲勞特性 3-2

3、機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度計(jì)算 3-3 機(jī)械零件的抗斷裂強(qiáng)度 3-4 機(jī)械零件的接觸強(qiáng)度 湖南理工專用 一、應(yīng)力的種類一、應(yīng)力的種類ot= =常數(shù)常數(shù)脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力r =0靜應(yīng)力靜應(yīng)力: = =常數(shù)常數(shù)變應(yīng)力變應(yīng)力: 隨時(shí)間變化隨時(shí)間變化2minmaxm平均應(yīng)力平均應(yīng)力:2minmaxa應(yīng)力幅應(yīng)力幅:循環(huán)變應(yīng)力循環(huán)變應(yīng)力變應(yīng)力的循環(huán)特性變應(yīng)力的循環(huán)特性:maxminr對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力r =- -1-脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力-對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力 -1 -1= 0= 0 +1 +1-靜應(yīng)力靜應(yīng)力maxmtmaxminaamotmaxminaaototaaminr =

4、+1靜應(yīng)力是變應(yīng)力的特例3-1 材料的疲勞特性 湖南理工專用 變應(yīng)力下，零件的損壞形式是變應(yīng)力下，零件的損壞形式是疲勞斷裂疲勞斷裂。 疲勞斷裂的最大應(yīng)力遠(yuǎn)比靜應(yīng)力下材料的強(qiáng)度極限疲勞斷裂的最大應(yīng)力遠(yuǎn)比靜應(yīng)力下材料的強(qiáng)度極限 低，甚至比屈服極限低低，甚至比屈服極限低; 疲勞斷口均表現(xiàn)為無(wú)明顯塑性變形的脆性突然斷裂疲勞斷口均表現(xiàn)為無(wú)明顯塑性變形的脆性突然斷裂; 疲勞斷裂是微觀損傷積累到一定程度的結(jié)果。疲勞斷裂是微觀損傷積累到一定程度的結(jié)果。不管脆性材料或塑性材料，零件表層產(chǎn)生微小裂紋；零件表層產(chǎn)生微小裂紋； 疲勞斷裂過(guò)程：疲勞斷裂過(guò)程： 隨著循環(huán)次數(shù)增加，微裂隨著循環(huán)次數(shù)增加，微裂 紋逐漸擴(kuò)展；紋

5、逐漸擴(kuò)展；當(dāng)當(dāng)剩余材料不足以承受載剩余材料不足以承受載 荷時(shí)，突然脆性斷裂。荷時(shí)，突然脆性斷裂。疲勞斷裂是與應(yīng)力循環(huán)次數(shù)疲勞斷裂是與應(yīng)力循環(huán)次數(shù)(即使用壽命即使用壽命)有關(guān)的斷裂。有關(guān)的斷裂。 疲勞斷裂具有以下特征：疲勞斷裂具有以下特征： 斷裂面累積損傷處表面光滑，而折斷區(qū)表面粗糙斷裂面累積損傷處表面光滑，而折斷區(qū)表面粗糙。表面光滑表面光滑表面粗糙表面粗糙湖南理工專用 maxn二、二、 n疲勞曲線疲勞曲線 用參數(shù)用參數(shù)max表征材料的疲勞表征材料的疲勞極限，通過(guò)實(shí)驗(yàn)，可得出如圖極限，通過(guò)實(shí)驗(yàn)，可得出如圖所示的疲勞曲線。稱為：所示的疲勞曲線。稱為： n疲勞曲線疲勞曲線 104c 在原點(diǎn)處在原點(diǎn)處

6、，對(duì)應(yīng)的應(yīng)力循環(huán)，對(duì)應(yīng)的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)次數(shù)為為n=1/4，意味著在加載意味著在加載到最大值時(shí)材料被拉斷。顯到最大值時(shí)材料被拉斷。顯然該值為強(qiáng)度極限然該值為強(qiáng)度極限b 。b103tban=1/4 在在ab段，應(yīng)力循環(huán)次數(shù)段，應(yīng)力循環(huán)次數(shù)103 max變化很小，可以近似看作為變化很小，可以近似看作為靜應(yīng)力強(qiáng)度。靜應(yīng)力強(qiáng)度。 bc段，段，n=103104，隨著，隨著n max ,疲勞現(xiàn)象明顯。疲勞現(xiàn)象明顯。 因因n較小，特稱為：較小，特稱為： 低周疲勞低周疲勞。湖南理工專用 )drrnnn （ 由于由于n ndd很大，所以在作疲勞試驗(yàn)時(shí)，常規(guī)定一個(gè)循很大，所以在作疲勞試驗(yàn)時(shí)，常規(guī)定一個(gè)循環(huán)次數(shù)環(huán)次數(shù)n

7、 n0 0( (稱為循環(huán)基數(shù)稱為循環(huán)基數(shù)) )，用，用n n0 0及其相對(duì)應(yīng)的疲勞極及其相對(duì)應(yīng)的疲勞極限限 r來(lái)近似代表來(lái)近似代表n ndd和和 rr。maxnrn0107cdrnnban=1/4 d點(diǎn)以后的疲勞曲線呈一水點(diǎn)以后的疲勞曲線呈一水平線，代表著無(wú)限壽命區(qū)其平線，代表著無(wú)限壽命區(qū)其方程為：方程為： 實(shí)踐證明，機(jī)械零件的疲勞實(shí)踐證明，機(jī)械零件的疲勞大多發(fā)生在大多發(fā)生在cd段。段。)(dcmrnnnncn可用下式描述：可用下式描述：于是有：于是有：cnn0mrmrn104cb103湖南理工專用 cd cd區(qū)間內(nèi)循環(huán)次數(shù)區(qū)間內(nèi)循環(huán)次數(shù)n n與疲與疲勞極限勞極限 rn的關(guān)系為：的關(guān)系為：式中

8、，式中， r、n0及及m的值由材料試驗(yàn)確定。的值由材料試驗(yàn)確定。m0rrnnn0mrnrnn 試驗(yàn)結(jié)果表明在試驗(yàn)結(jié)果表明在cdcd區(qū)間內(nèi)，試件經(jīng)過(guò)相應(yīng)次數(shù)的變區(qū)間內(nèi)，試件經(jīng)過(guò)相應(yīng)次數(shù)的變應(yīng)力作用之后，總會(huì)發(fā)生疲勞破壞。而應(yīng)力作用之后，總會(huì)發(fā)生疲勞破壞。而dd點(diǎn)以后，如果點(diǎn)以后，如果作用的變應(yīng)力最大應(yīng)力小于作用的變應(yīng)力最大應(yīng)力小于dd點(diǎn)的應(yīng)力（點(diǎn)的應(yīng)力（max r），），則無(wú)論循環(huán)多少次，材料都不會(huì)破壞。則無(wú)論循環(huán)多少次，材料都不會(huì)破壞。cdcd區(qū)間區(qū)間-有限疲勞壽命階段有限疲勞壽命階段 dd點(diǎn)之后點(diǎn)之后-無(wú)限疲勞壽命階段無(wú)限疲勞壽命階段 高周疲勞高周疲勞 maxnrn0107cban=1/4

9、104cb103drnn湖南理工專用 材料疲勞的兩種類別 機(jī)械零件材料的抗疲機(jī)械零件材料的抗疲勞性能是通過(guò)試驗(yàn)決勞性能是通過(guò)試驗(yàn)決定的。即在材料的標(biāo)定的。即在材料的標(biāo)準(zhǔn)試件上加上循環(huán)特準(zhǔn)試件上加上循環(huán)特性為性為r r的等幅變應(yīng)力，的等幅變應(yīng)力，通常是加上循環(huán)特性通常是加上循環(huán)特性為為r=min/maxr=min/max=-=-1 1的對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力的對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力或者或者 r=0r=0的脈動(dòng)循環(huán)的脈動(dòng)循環(huán)（也叫零循環(huán)）的等（也叫零循環(huán)）的等幅變應(yīng)力，并以循環(huán)幅變應(yīng)力，并以循環(huán)的最大應(yīng)力的最大應(yīng)力maxmax表表征材料的疲勞極限，征材料的疲勞極限，線。線。 通過(guò)試驗(yàn)，記錄出在通過(guò)試驗(yàn)，記錄出在不

10、同最大應(yīng)力下引起不同最大應(yīng)力下引起試件疲勞破壞所經(jīng)歷試件疲勞破壞所經(jīng)歷的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)n n，即可得到疲勞曲線，即可得到疲勞曲線，通稱通稱-n-n曲曲材料疲勞曲線材料疲勞曲線湖南理工專用 加載過(guò)程如應(yīng)力循環(huán)圖中實(shí)線加載過(guò)程如應(yīng)力循環(huán)圖中實(shí)線oaoa部分所示，它部分所示，它代表一個(gè)整循環(huán)代表一個(gè)整循環(huán)oabcdoabcd的的1/41/4。這實(shí)際上是靜加。這實(shí)際上是靜加載的情況，載的情況，a a點(diǎn)的值為材料的強(qiáng)度極限點(diǎn)的值為材料的強(qiáng)度極限bb。 應(yīng)力循環(huán)應(yīng)力循環(huán)湖南理工專用 靜應(yīng)力強(qiáng)度（ab段）：應(yīng)力循環(huán)次數(shù)n1000以前，使材料試件發(fā)生破壞的最大應(yīng)力值基本不變，這時(shí)的變應(yīng)力強(qiáng)度可看作

11、是靜應(yīng)力強(qiáng)度的狀況。 低周疲勞（bc段）：隨著循環(huán)次數(shù)的增加，使材料發(fā)生疲勞破壞的最大應(yīng)力不斷下降。觀察試件在這一階段的破壞斷口，可見(jiàn)到材料已發(fā)生塑性變形的特征。c點(diǎn)相應(yīng)的循環(huán)次數(shù)大約在10000左右。這一階段的疲勞現(xiàn)象稱為應(yīng)變疲勞。由于應(yīng)力循環(huán)次數(shù)相對(duì)很小，所以也叫做低周疲勞。有些機(jī)械零件，例如一次性使用的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的某些零件、導(dǎo)彈殼體等，在整個(gè)使用壽命期間應(yīng)力變化次數(shù)只有幾百到幾千次，故其疲勞屬于低周疲勞。但對(duì)絕大多數(shù)通用零件來(lái)說(shuō)，當(dāng)其承受變應(yīng)力作用時(shí)，其應(yīng)力循環(huán)次數(shù)總是大于10000的。所以本課程不討論低周疲勞問(wèn)題。 高周疲勞（cd段）：cd段代表有限壽命疲勞破壞。在此范圍內(nèi)，試件經(jīng)過(guò)相

12、應(yīng)次數(shù)的變應(yīng)力作用后總會(huì)發(fā)生疲勞破壞。在d點(diǎn)以后，如果maxd 時(shí),則無(wú)論應(yīng)力變化多少次,材料都不會(huì)破壞。故d點(diǎn)以后的水平線代表了試件無(wú)限壽命疲勞階段。這兩段曲線所代表的疲勞統(tǒng)稱高周疲勞。大多數(shù)通用機(jī)械零件及專用零件的失效都是由高周疲勞引起的。cd上任何一點(diǎn)所代表的材料的疲勞極限，均稱為有限壽命疲勞極限，用符號(hào)rn表示。腳標(biāo)r代表該變應(yīng)力的循環(huán)特性，n代表達(dá)到疲勞破壞時(shí)所經(jīng)歷的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。d點(diǎn)所代表的是材料的無(wú)限壽命疲勞極限，也稱為持久疲勞極限，用符號(hào)r表示。 靜應(yīng)力強(qiáng)度（靜應(yīng)力強(qiáng)度（abab段）：應(yīng)力循環(huán)次數(shù)段）：應(yīng)力循環(huán)次數(shù)n1000n1000以前，以前，使材料試件發(fā)生破壞的最大應(yīng)力值基

13、本不變，這時(shí)的變應(yīng)使材料試件發(fā)生破壞的最大應(yīng)力值基本不變，這時(shí)的變應(yīng)力強(qiáng)度可看作是靜應(yīng)力強(qiáng)度的狀況。力強(qiáng)度可看作是靜應(yīng)力強(qiáng)度的狀況。 低周疲勞（低周疲勞（bcbc段）：隨著循環(huán)次數(shù)的增加，使材料發(fā)段）：隨著循環(huán)次數(shù)的增加，使材料發(fā)生疲勞破壞的最大應(yīng)力不斷下降。觀察試件在這一階段的生疲勞破壞的最大應(yīng)力不斷下降。觀察試件在這一階段的破壞斷口，可見(jiàn)到材料已發(fā)生塑性變形的特征。破壞斷口，可見(jiàn)到材料已發(fā)生塑性變形的特征。c c點(diǎn)相應(yīng)點(diǎn)相應(yīng)的循環(huán)次數(shù)大約在的循環(huán)次數(shù)大約在1000010000左右。這一階段的疲勞現(xiàn)象稱為左右。這一階段的疲勞現(xiàn)象稱為應(yīng)變疲勞。由于應(yīng)力循環(huán)次數(shù)相對(duì)很小，所以也叫做低周應(yīng)變疲勞。

14、由于應(yīng)力循環(huán)次數(shù)相對(duì)很小，所以也叫做低周疲勞。有些機(jī)械零件，例如一次性使用的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的某疲勞。有些機(jī)械零件，例如一次性使用的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的某些零件、導(dǎo)彈殼體等，在整個(gè)使用壽命期間應(yīng)力變化次數(shù)些零件、導(dǎo)彈殼體等，在整個(gè)使用壽命期間應(yīng)力變化次數(shù)只有幾百到幾千次，故其疲勞屬于低周疲勞。但對(duì)絕大多只有幾百到幾千次，故其疲勞屬于低周疲勞。但對(duì)絕大多數(shù)通用零件來(lái)說(shuō)，當(dāng)其承受變應(yīng)力作用時(shí)，其應(yīng)力循環(huán)次數(shù)通用零件來(lái)說(shuō)，當(dāng)其承受變應(yīng)力作用時(shí)，其應(yīng)力循環(huán)次數(shù)總是大于數(shù)總是大于1000010000的。所以本課程不討論低周疲勞問(wèn)題。的。所以本課程不討論低周疲勞問(wèn)題。 湖南理工專用 高周疲勞（高周疲勞（cdcd段）：段

15、）：cdcd段代表有限壽命疲勞破壞。在此段代表有限壽命疲勞破壞。在此范圍內(nèi)，試件經(jīng)過(guò)相應(yīng)次數(shù)的變應(yīng)力作用后總會(huì)發(fā)生疲勞范圍內(nèi)，試件經(jīng)過(guò)相應(yīng)次數(shù)的變應(yīng)力作用后總會(huì)發(fā)生疲勞破壞。在破壞。在dd點(diǎn)以后，如果點(diǎn)以后，如果maxmaxdd 時(shí)時(shí), ,則無(wú)論應(yīng)力變化則無(wú)論應(yīng)力變化多少次多少次, ,材料都不會(huì)破壞。故材料都不會(huì)破壞。故dd點(diǎn)以后的水平線代表了試件點(diǎn)以后的水平線代表了試件無(wú)限壽命疲勞階段。這兩段曲線所代表的疲勞統(tǒng)稱高周疲無(wú)限壽命疲勞階段。這兩段曲線所代表的疲勞統(tǒng)稱高周疲勞。大多數(shù)通用機(jī)械零件及專用零件的失效都是由高周疲勞。大多數(shù)通用機(jī)械零件及專用零件的失效都是由高周疲勞引起的。勞引起的。cdc

16、d上任何一點(diǎn)所代表的材料的疲勞極限，均上任何一點(diǎn)所代表的材料的疲勞極限，均稱為有限壽命疲勞極限，用符號(hào)稱為有限壽命疲勞極限，用符號(hào)rnrn表示。腳標(biāo)表示。腳標(biāo)r r代表該代表該變應(yīng)力的循環(huán)特性，變應(yīng)力的循環(huán)特性，n n代表達(dá)到疲勞破壞時(shí)所經(jīng)歷的應(yīng)力代表達(dá)到疲勞破壞時(shí)所經(jīng)歷的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。循環(huán)次數(shù)。dd點(diǎn)所代表的是材料的無(wú)限壽命疲勞極限，也點(diǎn)所代表的是材料的無(wú)限壽命疲勞極限，也稱為持久疲勞極限，用符號(hào)稱為持久疲勞極限，用符號(hào)rr表示。表示。湖南理工專用 am應(yīng)力幅應(yīng)力幅平均應(yīng)力平均應(yīng)力ams-1ams-1 材料的疲勞極限曲線也可用材料的疲勞極限曲線也可用在特定的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)在特定的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)n

17、 n下，下，極限應(yīng)力幅之間的關(guān)系曲線來(lái)極限應(yīng)力幅之間的關(guān)系曲線來(lái)表示，特稱為表示，特稱為等壽命曲線等壽命曲線。簡(jiǎn)化曲線之一簡(jiǎn)化曲線之一簡(jiǎn)化曲線之二簡(jiǎn)化曲線之二三、等壽命疲勞曲線三、等壽命疲勞曲線實(shí)際應(yīng)用時(shí)常有兩種簡(jiǎn)化方法。實(shí)際應(yīng)用時(shí)常有兩種簡(jiǎn)化方法。s-145 湖南理工專用 ams 45 -1omax簡(jiǎn)化等壽命曲線（極限應(yīng)力線圖）：簡(jiǎn)化等壽命曲線（極限應(yīng)力線圖）： 已知已知a(0，-1) d (0 /2，0 /2)兩點(diǎn)坐兩點(diǎn)坐標(biāo)，求得標(biāo)，求得a直線的方直線的方程為：程為：ma1smaa直線上任意點(diǎn)代表了一定直線上任意點(diǎn)代表了一定循環(huán)特性時(shí)的疲勞極限。循環(huán)特性時(shí)的疲勞極限。對(duì)稱循環(huán)：對(duì)稱循環(huán)：

18、m=0 a脈動(dòng)循環(huán)：脈動(dòng)循環(huán)： m=a =0 /2 說(shuō)明說(shuō)明c直直 線上任意點(diǎn)的最大應(yīng)力達(dá)到了屈服極限應(yīng)力線上任意點(diǎn)的最大應(yīng)力達(dá)到了屈服極限應(yīng)力。0 /20 /245 dm a c直線上任意點(diǎn)直線上任意點(diǎn)n 的坐標(biāo)為的坐標(biāo)為（m ，a ）由由中兩條直角邊相等可求得中兩條直角邊相等可求得 c直線的方程為：直線的方程為：a gcn湖南理工專用 ams 45 -1gc0 /20 /245 dcgao而正好落在而正好落在agc折線上折線上時(shí)，表示應(yīng)力狀況達(dá)到疲時(shí)，表示應(yīng)力狀況達(dá)到疲勞破壞的極限值。勞破壞的極限值。 0012對(duì)于碳鋼，對(duì)于碳鋼， 0.10.2，對(duì)于合金鋼，對(duì)于合金鋼， 0.20.3。 公

19、式公式 中的參數(shù)中的參數(shù) 為試件受循環(huán)彎曲應(yīng)為試件受循環(huán)彎曲應(yīng)力時(shí)的材料常數(shù)，其值由試驗(yàn)及下式?jīng)Q定：力時(shí)的材料常數(shù)，其值由試驗(yàn)及下式?jīng)Q定：ma1當(dāng)應(yīng)力點(diǎn)落在當(dāng)應(yīng)力點(diǎn)落在oagc以外以外時(shí)，一定會(huì)發(fā)生疲勞破壞。時(shí)，一定會(huì)發(fā)生疲勞破壞。 當(dāng)循環(huán)應(yīng)力參數(shù)（當(dāng)循環(huán)應(yīng)力參數(shù)（ m，a ）落在）落在oagc以內(nèi)時(shí)，以內(nèi)時(shí)，表示不會(huì)發(fā)生疲勞破壞。表示不會(huì)發(fā)生疲勞破壞。湖南理工專用 極限應(yīng)力線圖極限應(yīng)力線圖 一、材料的極限應(yīng)力線圖：機(jī)械零件的工作應(yīng)力并不一、材料的極限應(yīng)力線圖：機(jī)械零件的工作應(yīng)力并不總是對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力。為此需要構(gòu)造極限應(yīng)力線圖來(lái)求出總是對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力。為此需要構(gòu)造極限應(yīng)力線圖來(lái)求出符合實(shí)際工作

20、應(yīng)力循環(huán)特性的疲勞極限，作為計(jì)算強(qiáng)度時(shí)符合實(shí)際工作應(yīng)力循環(huán)特性的疲勞極限，作為計(jì)算強(qiáng)度時(shí)的極限應(yīng)力。的極限應(yīng)力。 在作材料試驗(yàn)時(shí)，通常是求出對(duì)稱循環(huán)的疲勞極限在作材料試驗(yàn)時(shí)，通常是求出對(duì)稱循環(huán)的疲勞極限-1-1和脈動(dòng)循環(huán)的疲勞極限和脈動(dòng)循環(huán)的疲勞極限0 0 。把這兩個(gè)極限應(yīng)力標(biāo)在如下。把這兩個(gè)極限應(yīng)力標(biāo)在如下所示的所示的m-am-a圖上。由于對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力的平均應(yīng)力圖上。由于對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力的平均應(yīng)力mm=0=0，最大應(yīng)力等于應(yīng)力幅，所以對(duì)稱循環(huán)疲勞極限在，最大應(yīng)力等于應(yīng)力幅，所以對(duì)稱循環(huán)疲勞極限在圖中以縱坐標(biāo)軸上的圖中以縱坐標(biāo)軸上的aa點(diǎn)來(lái)表示。由于脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力點(diǎn)來(lái)表示。由于脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力的

21、平均應(yīng)力及應(yīng)力幅均為的平均應(yīng)力及應(yīng)力幅均為m=am=a=0/2=0/2，所以脈動(dòng)循環(huán)，所以脈動(dòng)循環(huán)疲勞極限以由原點(diǎn)疲勞極限以由原點(diǎn)0 0所作所作4545射線上的射線上的dd點(diǎn)來(lái)表示。直點(diǎn)來(lái)表示。直線線adad上任何一點(diǎn)都代表了一定循環(huán)特性時(shí)的疲勞極上任何一點(diǎn)都代表了一定循環(huán)特性時(shí)的疲勞極限限。湖南理工專用 橫軸上任何一點(diǎn)都代表應(yīng)力幅等于零的應(yīng)力，即靜應(yīng)力。橫軸上任何一點(diǎn)都代表應(yīng)力幅等于零的應(yīng)力，即靜應(yīng)力。取取c c點(diǎn)的坐標(biāo)值等于材料的屈服極限點(diǎn)的坐標(biāo)值等于材料的屈服極限ss，則，則cgcg上任何上任何一點(diǎn)均代表一點(diǎn)均代表max=m+a=smax=m+a=s的變應(yīng)力狀況。的變應(yīng)力狀況。 零件材料

22、（試件）的極限應(yīng)力曲線即為折線零件材料（試件）的極限應(yīng)力曲線即為折線agcagc。材料中發(fā)生的應(yīng)力如處于材料中發(fā)生的應(yīng)力如處于oagcoagc區(qū)域以內(nèi)，則表示不區(qū)域以內(nèi)，則表示不發(fā)生破壞；如在此區(qū)域以外，則表示一定發(fā)生破壞；如正發(fā)生破壞；如在此區(qū)域以外，則表示一定發(fā)生破壞；如正好處于折線上，則表示工作應(yīng)力狀況正好達(dá)到極限狀態(tài)。好處于折線上，則表示工作應(yīng)力狀況正好達(dá)到極限狀態(tài)。 ams 45 -1a0 /20 /245 dams 45 -10 /20 /245 dg湖南理工專用 材料材料s -1dagcamo3-2 機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度計(jì)算 一、零件的極限應(yīng)力線圖一、零件的極限應(yīng)力線圖 由于材料試

23、件是一種特殊由于材料試件是一種特殊的結(jié)構(gòu)，而實(shí)際零件的幾何的結(jié)構(gòu)，而實(shí)際零件的幾何形狀、尺寸大小、加工質(zhì)量形狀、尺寸大小、加工質(zhì)量及強(qiáng)化因素等與材料試件有及強(qiáng)化因素等與材料試件有區(qū)別，使得零件的疲勞極限區(qū)別，使得零件的疲勞極限要小于材料試件的疲勞極限。要小于材料試件的疲勞極限。定義彎曲疲勞極限的綜合影響系數(shù)定義彎曲疲勞極限的綜合影響系數(shù) ：e11k在不對(duì)稱循環(huán)時(shí)，在不對(duì)稱循環(huán)時(shí)，是試件與零件極限應(yīng)力幅的比值。是試件與零件極限應(yīng)力幅的比值。-1 0 /20 /2零件的對(duì)稱循環(huán)彎曲疲勞極限為：零件的對(duì)稱循環(huán)彎曲疲勞極限為：-1e 設(shè)材料的對(duì)稱循環(huán)彎曲疲設(shè)材料的對(duì)稱循環(huán)彎曲疲勞極限為：勞極限為： -

24、1 k1e1k0e045 dag45 -1e零件零件湖南理工專用 amos -1dagc-1 ag45 -1e45 dmeae11eeksmeaemeae1k或：直線直線a的方程為：的方程為：直線直線c的方程為：的方程為：ae -零件所受極限應(yīng)力幅；零件所受極限應(yīng)力幅；me -零件所受極限平均應(yīng)力；零件所受極限平均應(yīng)力； e -零件受彎曲的材料特性；零件受彎曲的材料特性； 彎曲疲勞極限的綜合影響系數(shù)彎曲疲勞極限的綜合影響系數(shù) 反映了：應(yīng)力集中、反映了：應(yīng)力集中、尺寸因素、表面加工質(zhì)量及強(qiáng)化等因素的綜合影響結(jié)果。尺寸因素、表面加工質(zhì)量及強(qiáng)化等因素的綜合影響結(jié)果。其計(jì)算公式如下：其計(jì)算公式如下：其

25、中：其中：k -有效應(yīng)力集中系數(shù)；有效應(yīng)力集中系數(shù)；qkk111 -表面質(zhì)量系數(shù)；表面質(zhì)量系數(shù)； -尺寸系數(shù)；尺寸系數(shù)；q -強(qiáng)化系數(shù)。強(qiáng)化系數(shù)。cg湖南理工專用 meae11eeksmeae及：meae1k或：對(duì)于切應(yīng)力同樣有如下方程：對(duì)于切應(yīng)力同樣有如下方程：其中的系數(shù)其中的系數(shù)：k 、 、 、 與與 k 、 、 、 q 相對(duì)應(yīng)；相對(duì)應(yīng)；qkk111 教材附表教材附表3-13-11詳細(xì)列出了零件的典型結(jié)構(gòu)、尺寸、詳細(xì)列出了零件的典型結(jié)構(gòu)、尺寸、表面加工質(zhì)量及強(qiáng)化措施等因素對(duì)彎曲疲勞極限的綜合表面加工質(zhì)量及強(qiáng)化措施等因素對(duì)彎曲疲勞極限的綜合影響影響 。下面列舉了部分圖表。amos -1dag

26、c-1 0 /20 /245 dag45 -1e湖南理工專用 有效應(yīng)力集中系數(shù)有效應(yīng)力集中系數(shù)k 湖南理工專用 湖南理工專用 湖南理工專用 1.00.80.60.40.2400 600 800 1000 1200 1400 b / mpa精車精車粗車粗車未加工未加工磨削磨削拋光拋光鋼材的表面質(zhì)量系數(shù)鋼材的表面質(zhì)量系數(shù) 表面高頻淬火的強(qiáng)化系數(shù)表面高頻淬火的強(qiáng)化系數(shù)q 720 1.31.63040 1.21.5720 1.62.83040 1.55試件種類試件種類 試件直徑試件直徑/mm 無(wú)應(yīng)力集中無(wú)應(yīng)力集中 有應(yīng)力集中有應(yīng)力集中 湖南理工專用 nm二、單向穩(wěn)定變應(yīng)力時(shí)的疲勞強(qiáng)度計(jì)算二、單向穩(wěn)定變

27、應(yīng)力時(shí)的疲勞強(qiáng)度計(jì)算 進(jìn)行零件疲勞強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，進(jìn)行零件疲勞強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，首先根據(jù)零件危險(xiǎn)截面上的首先根據(jù)零件危險(xiǎn)截面上的 max 及及 min確定平均應(yīng)力確定平均應(yīng)力m與與應(yīng)力幅應(yīng)力幅a，然后，在極限應(yīng)力，然后，在極限應(yīng)力線圖的坐標(biāo)中標(biāo)示出相應(yīng)工作線圖的坐標(biāo)中標(biāo)示出相應(yīng)工作應(yīng)力點(diǎn)應(yīng)力點(diǎn)mm或或n n。兩種情況分別討論amos -1cag-1ed 相應(yīng)的疲勞極限應(yīng)力應(yīng)是極限相應(yīng)的疲勞極限應(yīng)力應(yīng)是極限應(yīng)力曲線應(yīng)力曲線agc上的某一個(gè)點(diǎn)上的某一個(gè)點(diǎn)mm或或nn所代表的應(yīng)力所代表的應(yīng)力( (m ，a ) ) 。m或或n的位置確定與循環(huán)應(yīng)力變化規(guī)律有關(guān)。的位置確定與循環(huán)應(yīng)力變化規(guī)律有關(guān)。am 應(yīng)力比為常數(shù)

28、：應(yīng)力比為常數(shù)：r=c可能發(fā)生的應(yīng)可能發(fā)生的應(yīng)力變化規(guī)律：力變化規(guī)律： 平均應(yīng)力為常數(shù)平均應(yīng)力為常數(shù)m=c 最小應(yīng)力為常數(shù)最小應(yīng)力為常數(shù)min=c計(jì)算安全系數(shù)及疲勞強(qiáng)度條件為：計(jì)算安全系數(shù)及疲勞強(qiáng)度條件為：ssamammaxmaxca湖南理工專用 11crramo-1cag-1e d1) r=const 通過(guò)聯(lián)立直線通過(guò)聯(lián)立直線om和和ag的方程可求解的方程可求解m1點(diǎn)的坐標(biāo)為：點(diǎn)的坐標(biāo)為： 作射線作射線om，其上任意，其上任意一點(diǎn)所代表的應(yīng)力循環(huán)都一點(diǎn)所代表的應(yīng)力循環(huán)都具有相同的應(yīng)力比。具有相同的應(yīng)力比。m1為為極限應(yīng)力點(diǎn)，其坐標(biāo)值極限應(yīng)力點(diǎn)，其坐標(biāo)值me ，ae之和就是對(duì)應(yīng)于之和就是對(duì)應(yīng)于

29、m點(diǎn)的極限應(yīng)點(diǎn)的極限應(yīng)max 。minmaxminmaxma比值：s ammmeae也是一個(gè)常數(shù)。也是一個(gè)常數(shù)。m1meaemaxmaamk)(1makmax1湖南理工專用 ae計(jì)算安全系數(shù)及疲勞強(qiáng)度條件為：計(jì)算安全系數(shù)及疲勞強(qiáng)度條件為：sksma1 -maxmaxca-1-1eamocads gn點(diǎn)的極限應(yīng)力點(diǎn)點(diǎn)的極限應(yīng)力點(diǎn)nn1位于直位于直線線cg上，上，meaeamn n1maxsmeae有：有：這說(shuō)明工作應(yīng)力為這說(shuō)明工作應(yīng)力為n點(diǎn)時(shí)，首點(diǎn)時(shí)，首先可能發(fā)生的是屈服失效。故先可能發(fā)生的是屈服失效。故只需要進(jìn)行靜強(qiáng)度計(jì)算即可。只需要進(jìn)行靜強(qiáng)度計(jì)算即可。強(qiáng)度計(jì)算公式為：強(qiáng)度計(jì)算公式為：sssm

30、asmaxca 凡是工作應(yīng)力點(diǎn)落在凡是工作應(yīng)力點(diǎn)落在ogc區(qū)域內(nèi)，在循環(huán)特性區(qū)域內(nèi)，在循環(huán)特性 r=常常數(shù)的條件下，極限應(yīng)力統(tǒng)統(tǒng)為屈服極限，只需要進(jìn)行數(shù)的條件下，極限應(yīng)力統(tǒng)統(tǒng)為屈服極限，只需要進(jìn)行靜強(qiáng)度計(jì)算。靜強(qiáng)度計(jì)算。湖南理工專用 am-1-1eamocads g2) m=const 此時(shí)需要在此時(shí)需要在 ag上確定上確定m2，使得：使得：m= m m顯然顯然m2在過(guò)在過(guò)m點(diǎn)且縱軸平點(diǎn)且縱軸平行線上，該線上任意一點(diǎn)所行線上，該線上任意一點(diǎn)所代表的應(yīng)力循環(huán)都具有相同代表的應(yīng)力循環(huán)都具有相同的平均應(yīng)力值。的平均應(yīng)力值。 m2通過(guò)聯(lián)立直線通過(guò)聯(lián)立直線m m2和和ag的方程可求解的方程可求解m2點(diǎn)的

31、坐標(biāo)為：點(diǎn)的坐標(biāo)為： kme11maxkkma)(1kmaae1計(jì)算安全系數(shù)及計(jì)算安全系數(shù)及疲勞強(qiáng)度條件為：疲勞強(qiáng)度條件為：skksm)()(ma1 -maxmaxca湖南理工專用 -1-1eamoca ds g45 am-1-1eamocads g同理，對(duì)于同理，對(duì)于n點(diǎn)的極限應(yīng)力點(diǎn)的極限應(yīng)力為為nn2點(diǎn)。點(diǎn)。 n n2由于落在了直線由于落在了直線cg上，故只上，故只要進(jìn)行靜強(qiáng)度計(jì)算：要進(jìn)行靜強(qiáng)度計(jì)算：計(jì)算公式為：計(jì)算公式為：sssmasmaxca3) min=const mm3此時(shí)需要在此時(shí)需要在 ag上確定上確定m3，使得：使得：min= min 因?yàn)椋阂驗(yàn)椋簃in= m - a =c過(guò)

32、過(guò)m點(diǎn)作點(diǎn)作45 直線，其上任意一直線，其上任意一點(diǎn)所代表的應(yīng)力循環(huán)都具有相點(diǎn)所代表的應(yīng)力循環(huán)都具有相同的最小應(yīng)力。同的最小應(yīng)力。 m3位置如圖。位置如圖。minml湖南理工專用 在在oad區(qū)域內(nèi)，最小應(yīng)力均區(qū)域內(nèi)，最小應(yīng)力均為負(fù)值，在實(shí)際機(jī)器中極少為負(fù)值，在實(shí)際機(jī)器中極少出現(xiàn)，故不予討論。出現(xiàn)，故不予討論。通過(guò)通過(guò)o、g兩點(diǎn)分別作兩點(diǎn)分別作45直線，直線，i得得oad、odgi、gci三個(gè)區(qū)域。三個(gè)區(qū)域。plqminq0 0minm-1e-1amocas gmm3 d而在而在gci區(qū)域內(nèi)，極限應(yīng)力統(tǒng)區(qū)域內(nèi)，極限應(yīng)力統(tǒng)為屈服極限。按靜強(qiáng)度處理：為屈服極限。按靜強(qiáng)度處理：sssmasmaxca只

33、有在只有在odgi區(qū)域內(nèi)，極限應(yīng)力才在疲勞極限應(yīng)力曲線上。區(qū)域內(nèi)，極限應(yīng)力才在疲勞極限應(yīng)力曲線上。 通過(guò)聯(lián)立直線通過(guò)聯(lián)立直線m m2和和ag的方程可求解的方程可求解m2點(diǎn)的坐標(biāo)點(diǎn)的坐標(biāo)值后，可得到值后，可得到計(jì)算安全系數(shù)及疲勞強(qiáng)度條件為：計(jì)算安全系數(shù)及疲勞強(qiáng)度條件為：skks)2)()(2minamin1 -maxmaxca湖南理工專用 應(yīng)力變化規(guī)律（載荷變化規(guī)律）不同，極限應(yīng)力不同。應(yīng)力變化規(guī)律（載荷變化規(guī)律）不同，極限應(yīng)力不同。 工作應(yīng)力點(diǎn)工作應(yīng)力點(diǎn)m(m，a)。 極限應(yīng)力點(diǎn)為極限應(yīng)力點(diǎn)為 分別代表工作應(yīng)力點(diǎn)分別代表工作應(yīng)力點(diǎn)m所對(duì)所對(duì) 應(yīng)的三種典型加載規(guī)律時(shí)所對(duì)應(yīng)的極限應(yīng)力點(diǎn)。應(yīng)的三種典

34、型加載規(guī)律時(shí)所對(duì)應(yīng)的極限應(yīng)力點(diǎn)。提問(wèn)：提問(wèn)： 直線代表什么應(yīng)力變化規(guī)律？直線代表什么應(yīng)力變化規(guī)律？ r=c （簡(jiǎn)單加載）（簡(jiǎn)單加載） 直線代表什么應(yīng)力變化規(guī)律？直線代表什么應(yīng)力變化規(guī)律？ m=c 直線代表什么應(yīng)力變化規(guī)律？直線代表什么應(yīng)力變化規(guī)律？min=c湖南理工專用 要點(diǎn)：要點(diǎn)： 1)參閱課程內(nèi)容參閱課程內(nèi)容,求出三種情況下的求出三種情況下的sca計(jì)算公式。計(jì)算公式。2)在應(yīng)力變化規(guī)律不清情況下，可近似按在應(yīng)力變化規(guī)律不清情況下，可近似按r=c簡(jiǎn)單加載情簡(jiǎn)單加載情 況處況處理。理。3)理解三種加載情況下的疲勞安全區(qū)及塑性安全區(qū)的判定方法。理解三種加載情況下的疲勞安全區(qū)及塑性安全區(qū)的判定方法

35、。湖南理工專用 規(guī)律性不穩(wěn)定變應(yīng)力規(guī)律性不穩(wěn)定變應(yīng)力三、單向不穩(wěn)定變應(yīng)力時(shí)的疲勞強(qiáng)度計(jì)算三、單向不穩(wěn)定變應(yīng)力時(shí)的疲勞強(qiáng)度計(jì)算 若應(yīng)力每循環(huán)一次都對(duì)材料的破壞起相同的作用，若應(yīng)力每循環(huán)一次都對(duì)材料的破壞起相同的作用，則應(yīng)力則應(yīng)力 1 每循環(huán)一次對(duì)材料的損傷率即為每循環(huán)一次對(duì)材料的損傷率即為1/n1，而循，而循環(huán)了環(huán)了n1次的次的1對(duì)材料的損傷率即為對(duì)材料的損傷率即為n1/n1。如此類推，循。如此類推，循環(huán)了環(huán)了n2次的次的2對(duì)材料的損傷率即為對(duì)材料的損傷率即為n2/n2，。不穩(wěn)定不穩(wěn)定變應(yīng)力變應(yīng)力規(guī)律性規(guī)律性非規(guī)律性非規(guī)律性用統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行疲勞強(qiáng)度計(jì)算用統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行疲勞強(qiáng)度計(jì)算按損傷累按損傷累積積

36、假說(shuō)進(jìn)行疲勞強(qiáng)度計(jì)算假說(shuō)進(jìn)行疲勞強(qiáng)度計(jì)算如汽車鋼板彈簧的載荷與應(yīng)力受載重量、行車速度、輪胎充氣成都、路面狀況、駕駛員水平等因素有關(guān)。1n12n23n34n4maxnomaxno1n1n12 n2n23 n3 n3-1 -1 nd而低于而低于-1的應(yīng)力可以認(rèn)為不構(gòu)成破壞作用。的應(yīng)力可以認(rèn)為不構(gòu)成破壞作用。 湖南理工專用 當(dāng)損傷率達(dá)到當(dāng)損傷率達(dá)到100%時(shí)，材料即發(fā)生疲勞破壞，故對(duì)時(shí)，材料即發(fā)生疲勞破壞，故對(duì)應(yīng)于極限狀況有：應(yīng)于極限狀況有：1.3322111nnnnnnnnziii實(shí)驗(yàn)表明：實(shí)驗(yàn)表明： 1）當(dāng)應(yīng)力作用順序是先大）當(dāng)應(yīng)力作用順序是先大 后小時(shí)，等號(hào)右邊值后小時(shí)，等號(hào)右邊值 1； 11

37、ziiinn11ziiinn一般情況有：一般情況有： 2 . 27 . 01ziiinnmiinn10其中：1).(1101221110mzimiimzzmmmnnnnnn極限情況：極限情況： 湖南理工專用 mzimiinn101mzimiicann101sscaca1若材料在這些應(yīng)力作用下，未達(dá)到破壞，則有：若材料在這些應(yīng)力作用下，未達(dá)到破壞，則有：令不穩(wěn)定變應(yīng)力的計(jì)算應(yīng)力為：令不穩(wěn)定變應(yīng)力的計(jì)算應(yīng)力為：則：則： ca -1 ，其強(qiáng)度條件為：，其強(qiáng)度條件為：四、雙向穩(wěn)定變應(yīng)力時(shí)的疲勞強(qiáng)度計(jì)算四、雙向穩(wěn)定變應(yīng)力時(shí)的疲勞強(qiáng)度計(jì)算 當(dāng)零件上同時(shí)作用有同相位的穩(wěn)定對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力當(dāng)零件上同時(shí)作用有同相

38、位的穩(wěn)定對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力 a a 和和 a a時(shí)，由實(shí)驗(yàn)得出的極限應(yīng)力關(guān)系式為：時(shí)，由實(shí)驗(yàn)得出的極限應(yīng)力關(guān)系式為：12e1a2e1a湖南理工專用 cd 式中 a及a為同時(shí)作用的切向及法向應(yīng)力幅的極限值。若作用于零件上的應(yīng)力幅a及a如圖中m點(diǎn)表示，則圖中m點(diǎn)對(duì)應(yīng)于m點(diǎn)的極限應(yīng)力。 由于是對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力，故應(yīng)力幅即為最大應(yīng)力。弧線 amb 上任何一個(gè)點(diǎn)即代表一對(duì)極限應(yīng)力a及a。oa-1ea-1e12e1a2e1aabmdcm計(jì)算安全系數(shù)：ododococomomscaeaoc1因?yàn)椋篹aod1eaoc1eaod1acaaacaass于是有：強(qiáng)調(diào)代入第一個(gè)公式12e1a2e1a湖南理工專用 12e12

39、e1acaacass將將 a及及 a代入到極限應(yīng)力關(guān)代入到極限應(yīng)力關(guān)系可得：系可得：ssaeae11和而而 是是只承受切向應(yīng)力或只承受法向應(yīng)力時(shí)的計(jì)算安全系數(shù)。只承受切向應(yīng)力或只承受法向應(yīng)力時(shí)的計(jì)算安全系數(shù)。于是求得計(jì)算安全系數(shù)：于是求得計(jì)算安全系數(shù)：22cassssomoms 說(shuō)明只要工作應(yīng)力點(diǎn)說(shuō)明只要工作應(yīng)力點(diǎn)mm落在極限區(qū)域以內(nèi)，就不會(huì)落在極限區(qū)域以內(nèi)，就不會(huì)達(dá)到極限條件，因而總是安全的。達(dá)到極限條件，因而總是安全的。cdoa-1ea-1eabmdcmmamaksks11 當(dāng)零件上所承受的兩個(gè)變應(yīng)力均為不對(duì)稱循環(huán)時(shí)，有：當(dāng)零件上所承受的兩個(gè)變應(yīng)力均為不對(duì)稱循環(huán)時(shí)，有：湖南理工專用 五、許

40、用安全系數(shù)的選取五、許用安全系數(shù)的選取 安全系數(shù)定得正確與否對(duì)零件尺寸有很大影響1 1）靜應(yīng)力下，塑性材料靜應(yīng)力下，塑性材料的零件：的零件：s =1.2s =1.2.5.5 鑄鋼件：鑄鋼件：s =1.s =1.5.5s s典型機(jī)械的典型機(jī)械的 s s 可通過(guò)查表求得?？赏ㄟ^(guò)查表求得。 無(wú)表可查時(shí)，按無(wú)表可查時(shí)，按以下原則?。阂韵略瓌t取： 零件尺寸大，結(jié)構(gòu)笨重。零件尺寸大，結(jié)構(gòu)笨重。s s 可能不安全?？赡懿话踩?。）靜應(yīng)力下，靜應(yīng)力下，脆脆性材料，性材料，如高強(qiáng)度鋼或鑄鐵：如高強(qiáng)度鋼或鑄鐵： s =3s =34 43 3）變變應(yīng)力下，應(yīng)力下， s =1.3s =1.31.71.7材料不均勻，或計(jì)

41、算不準(zhǔn)時(shí)?。翰牧喜痪鶆?，或計(jì)算不準(zhǔn)時(shí)取： s =1.7s =1.72.52.5湖南理工專用 六、提高機(jī)械零件疲勞強(qiáng)度的措施六、提高機(jī)械零件疲勞強(qiáng)度的措施 在綜合考慮零件的性能要求和經(jīng)濟(jì)性后，采用具有在綜合考慮零件的性能要求和經(jīng)濟(jì)性后，采用具有高疲勞強(qiáng)度的材料，并配以適當(dāng)?shù)臒崽幚砗透鞣N表面強(qiáng)高疲勞強(qiáng)度的材料，并配以適當(dāng)?shù)臒崽幚砗透鞣N表面強(qiáng)化處理?；幚?。 適當(dāng)提高零件的表面質(zhì)量，特別是提高有應(yīng)力集中部適當(dāng)提高零件的表面質(zhì)量，特別是提高有應(yīng)力集中部位的表面加工質(zhì)量，必要時(shí)表面作適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)處理。位的表面加工質(zhì)量，必要時(shí)表面作適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)處理。 盡可能降低零件上的應(yīng)力集中的盡可能降低零件上的應(yīng)力集中的影

42、響，是提高零件疲勞強(qiáng)度的首要影響，是提高零件疲勞強(qiáng)度的首要措施。措施。 盡可能地減少或消除零件表面可能發(fā)生的初始裂紋盡可能地減少或消除零件表面可能發(fā)生的初始裂紋的尺寸，對(duì)于延長(zhǎng)零件的疲勞壽命有著比提高材料性能的尺寸，對(duì)于延長(zhǎng)零件的疲勞壽命有著比提高材料性能更為顯著的作用。更為顯著的作用。減載槽減載槽 在不可避免地要產(chǎn)生較大應(yīng)力集中的結(jié)構(gòu)處，可采在不可避免地要產(chǎn)生較大應(yīng)力集中的結(jié)構(gòu)處，可采用減載槽來(lái)降低應(yīng)力集中的作用。用減載槽來(lái)降低應(yīng)力集中的作用。湖南理工專用 在工程實(shí)際中，往往會(huì)發(fā)生工作應(yīng)力小于許用應(yīng)力時(shí)在工程實(shí)際中，往往會(huì)發(fā)生工作應(yīng)力小于許用應(yīng)力時(shí)所發(fā)生的突然斷裂，這種現(xiàn)象稱為低應(yīng)力脆斷。所發(fā)生的突然斷裂，這種現(xiàn)象稱為低應(yīng)力脆斷。 對(duì)于高強(qiáng)度材料，一方面是它的強(qiáng)度高（即許用應(yīng)力對(duì)于高強(qiáng)度材料，一方面是它的強(qiáng)度高（即許用應(yīng)力高），另一方面則是它抵抗裂紋擴(kuò)展的能力要隨著強(qiáng)度高），另一方面則是它抵抗裂紋擴(kuò)展的能力要隨著強(qiáng)度的增高而下降。因此，用傳統(tǒng)的強(qiáng)度理論計(jì)算高強(qiáng)度材的增高而下降。因此，用傳統(tǒng)的強(qiáng)度理論計(jì)算高強(qiáng)度材料結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度問(wèn)題，就存在一定的危險(xiǎn)性。料結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度問(wèn)題，就存在一定的危險(xiǎn)性。 斷裂力學(xué)斷裂力學(xué)是研究帶有裂紋或帶有尖缺口的結(jié)構(gòu)或是研究帶有裂紋或帶有尖缺口的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的強(qiáng)度和變形規(guī)律的學(xué)科。構(gòu)件的強(qiáng)度和變形規(guī)律的學(xué)科。 通過(guò)對(duì)大量結(jié)構(gòu)斷裂事故分