第02章機(jī)械設(shè)中的強(qiáng)度問題

1、機(jī)械設(shè)計(jì)2 機(jī)械設(shè)計(jì)中的強(qiáng)度問題 強(qiáng)度（強(qiáng)度（strength）抵抗斷裂、點(diǎn)蝕及塑性變形等破壞性失效的能力抵抗斷裂、點(diǎn)蝕及塑性變形等破壞性失效的能力 強(qiáng)度約束：強(qiáng)度約束： 載荷載荷(load)：作用在零件上的外力、彎矩、扭矩等作用在零件上的外力、彎矩、扭矩等1) 根據(jù)性質(zhì)分類：根據(jù)性質(zhì)分類：靜載荷靜載荷(static load)動(dòng)載荷動(dòng)載荷(varying load)機(jī)械設(shè)計(jì)2 機(jī)械設(shè)計(jì)中的強(qiáng)度問題 2) 根據(jù)計(jì)算方法分類：根據(jù)計(jì)算方法分類：工作載荷工作載荷(working load)：名義載荷名義載荷(nominal load)：機(jī)器正常工作所受的實(shí)際載荷機(jī)器正常工作所受的實(shí)際載荷機(jī)器在理想

2、和穩(wěn)定條件下的載荷機(jī)器在理想和穩(wěn)定條件下的載荷)mn(95502 nipt 計(jì)算載荷計(jì)算載荷(computational load)：考慮機(jī)器工作中所受的各種附加載荷而得到的載荷考慮機(jī)器工作中所受的各種附加載荷而得到的載荷k (load factor)：載荷系數(shù)：載荷系數(shù)12近似替代實(shí)際載荷，設(shè)計(jì)時(shí)均用此載荷計(jì)算載荷計(jì)算載荷 = k 名義載荷名義載荷機(jī)械設(shè)計(jì)2 機(jī)械設(shè)計(jì)中的強(qiáng)度問題 應(yīng)力應(yīng)力靜應(yīng)力靜應(yīng)力(static stress)變應(yīng)力變應(yīng)力(varying stress)變應(yīng)力變應(yīng)力穩(wěn)定循環(huán)穩(wěn)定循環(huán)不穩(wěn)循環(huán)不穩(wěn)循環(huán)隨機(jī)隨機(jī)(random)t、 a、 m不隨時(shí)間而變不隨時(shí)間而變t、 a、 m

3、之一隨時(shí)間而變之一隨時(shí)間而變隨機(jī)變化，均不確定隨機(jī)變化，均不確定ttt 主要討論主要討論穩(wěn)定循環(huán)變應(yīng)力穩(wěn)定循環(huán)變應(yīng)力！0003) 應(yīng)力應(yīng)力(stress)機(jī)械設(shè)計(jì)2 機(jī)械設(shè)計(jì)中的強(qiáng)度問題 穩(wěn)定循環(huán)變應(yīng)力的幾個(gè)主要參數(shù)：穩(wěn)定循環(huán)變應(yīng)力的幾個(gè)主要參數(shù)：maxmaxminmaminmarammaxammin2minmaxm2minmaxamaxminr 1, 1r max和和 min同側(cè)同側(cè)時(shí)，時(shí)，r為正值為正值;異異側(cè)時(shí)，側(cè)時(shí)，r為負(fù)值為負(fù)值機(jī)械設(shè)計(jì)2 機(jī)械設(shè)計(jì)中的強(qiáng)度問題 0mminmaxminmaxa1r0minma22max0a0rmminmax1r1, 1, 0rt機(jī)械設(shè)計(jì)2 機(jī)械設(shè)計(jì)中的

4、強(qiáng)度問題 ntimy n機(jī)械設(shè)計(jì)2 機(jī)械設(shè)計(jì)中的強(qiáng)度問題 脆性材料：脆性材料：塑性材料：塑性材料：blimlimsblimlims例如：例如： b=200mpa45： b=650mpa s=360mpa靜應(yīng)力作用下的極限應(yīng)力：靜應(yīng)力作用下的極限應(yīng)力：灰鑄鐵：灰鑄鐵：靜應(yīng)力作用下的失效：靜應(yīng)力作用下的失效：斷裂或塑性變形斷裂或塑性變形二、靜應(yīng)力作用下的強(qiáng)度問題二、靜應(yīng)力作用下的強(qiáng)度問題 slim slim強(qiáng)度約束：強(qiáng)度約束： 材料的強(qiáng)度極限材料的強(qiáng)度極限 材料的屈服極限材料的屈服極限機(jī)械設(shè)計(jì)2 機(jī)械設(shè)計(jì)中的強(qiáng)度問題 變應(yīng)力作用下的主要失效：變應(yīng)力作用下的主要失效：疲勞斷裂疲勞斷裂 slim sl

5、im強(qiáng)度約束：強(qiáng)度約束：軸實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：變變應(yīng)力應(yīng)力作用下零件發(fā)生疲作用下零件發(fā)生疲勞斷裂時(shí)的勞斷裂時(shí)的應(yīng)力遠(yuǎn)應(yīng)力遠(yuǎn)低于強(qiáng)度極限低于強(qiáng)度極限 b即：即： lim b三、穩(wěn)定循環(huán)變應(yīng)力作用下的強(qiáng)度問題三、穩(wěn)定循環(huán)變應(yīng)力作用下的強(qiáng)度問題 機(jī)械設(shè)計(jì)2 機(jī)械設(shè)計(jì)中的強(qiáng)度問題 機(jī)械設(shè)計(jì)2 機(jī)械設(shè)計(jì)中的強(qiáng)度問題 n rn1rn2n1n2n0rn0n0低、中碳鋼，低、中碳鋼， n0=106107合金鋼、有色金屬合金鋼、有色金屬, n0=108或或5108rnk 當(dāng)當(dāng) nn0，有限壽命有限壽命nmrn 0nmr rmrnnn 0當(dāng)當(dāng) nn0，無(wú)限壽命無(wú)限壽命rrn 機(jī)械設(shè)計(jì)2 機(jī)械設(shè)計(jì)中的強(qiáng)度問題 機(jī)械

6、設(shè)計(jì)2 機(jī)械設(shè)計(jì)中的強(qiáng)度問題 m ao r r a + macmaxmin ramam tan1tan1 rr 11tan m aeb機(jī)械設(shè)計(jì)2 機(jī)械設(shè)計(jì)中的強(qiáng)度問題 m aogbad45o)()(10010 ssr101102tan sss01rr 01rr 機(jī)械設(shè)計(jì)2 機(jī)械設(shè)計(jì)中的強(qiáng)度問題 m aogbad45o mamar 1m0012 mpopr s mppgop og 01rr 01rr 機(jī)械設(shè)計(jì)2 機(jī)械設(shè)計(jì)中的強(qiáng)度問題 m aogbad45ocb 1 )()(1mamar m機(jī)械設(shè)計(jì)2 機(jī)械設(shè)計(jì)中的強(qiáng)度問題 機(jī)械設(shè)計(jì)2 機(jī)械設(shè)計(jì)中的強(qiáng)度問題 機(jī)械設(shè)計(jì)2 機(jī)械設(shè)計(jì)中的強(qiáng)度問題 kkd

7、 )( kkd )()(, 0( 1dka ), 0(1 a)2,2(00 b)(2,2( 00dkb m aogbadabd2)1)()()1)(100100 dsssdkkr機(jī)械設(shè)計(jì)2 機(jī)械設(shè)計(jì)中的強(qiáng)度問題 )(1madmark sr 01rr 01rr m aogbadabd )(1madmark 機(jī)械設(shè)計(jì)2 機(jī)械設(shè)計(jì)中的強(qiáng)度問題 lim s lim smaxlim samr )(1skmad ssams )(1sksmad m aogbadabd機(jī)械設(shè)計(jì)2 機(jī)械設(shè)計(jì)中的強(qiáng)度問題 22 sssss adks )(1 madks )(1 madks )(1adks )(1 機(jī)械設(shè)計(jì)2 機(jī)械

8、設(shè)計(jì)中的強(qiáng)度問題 hph max lfeenh)11(1222121max1221 四、接觸應(yīng)力作用下的強(qiáng)度問題四、接觸應(yīng)力作用下的強(qiáng)度問題 機(jī)械設(shè)計(jì)2 機(jī)械設(shè)計(jì)中的強(qiáng)度問題 mpa129)60318(2121minmax a mpa189)60318(2121minmax m189. 031860maxmin r機(jī)械設(shè)計(jì)2 機(jī)械設(shè)計(jì)中的強(qiáng)度問題 m aogbadabd2)1)()()1)(100100 dsssdkkr kkd )(62. 1178. 026. 1 494. 04002670)162. 1(780)670780(400780670)162. 1(0 r0 rr 機(jī)械設(shè)計(jì)2 機(jī)械設(shè)計(jì)中的強(qiáng)度問題 )(1madmark 2 . 066666640022001 m aogbadabd)1892 . 012962. 1()189