第3章 影響機(jī)械零件疲勞強(qiáng)度的因素

1、西南交通大學(xué)電子講義1第第3章章 影響機(jī)械零件疲勞強(qiáng)度的因素影響機(jī)械零件疲勞強(qiáng)度的因素第3章 疲勞強(qiáng)度影響因素 2概述概述q材料的疲勞極限和材料的疲勞極限和S-N曲線(xiàn)只能代表標(biāo)準(zhǔn)光滑試樣的疲勞性曲線(xiàn)只能代表標(biāo)準(zhǔn)光滑試樣的疲勞性能能,實(shí)際零件的尺寸、形狀和表面狀況各式各樣，與標(biāo)準(zhǔn)試實(shí)際零件的尺寸、形狀和表面狀況各式各樣，與標(biāo)準(zhǔn)試件差別很大。件差別很大。q影響機(jī)械零件疲勞強(qiáng)度的因素很多，其中最主要的是形狀、影響機(jī)械零件疲勞強(qiáng)度的因素很多，其中最主要的是形狀、尺寸、表面狀況、平均應(yīng)力、復(fù)合應(yīng)力、加載頻率、應(yīng)力波尺寸、表面狀況、平均應(yīng)力、復(fù)合應(yīng)力、加載頻率、應(yīng)力波形、停歇、腐蝕介質(zhì)和溫度等。形、停歇、

2、腐蝕介質(zhì)和溫度等。q本章主要介紹形狀、尺寸、表面狀況、平均應(yīng)力、加載頻率、本章主要介紹形狀、尺寸、表面狀況、平均應(yīng)力、加載頻率、應(yīng)力波形與停歇對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響。應(yīng)力波形與停歇對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響。第3章 疲勞強(qiáng)度影響因素 33.1 形狀因素形狀因素q應(yīng)力集中應(yīng)力集中v結(jié)構(gòu)受力時(shí)，其截面突變的地方（如臺(tái)階、開(kāi)孔、榫槽等）結(jié)構(gòu)受力時(shí)，其截面突變的地方（如臺(tái)階、開(kāi)孔、榫槽等）會(huì)出現(xiàn)局部應(yīng)力增大的現(xiàn)象，稱(chēng)為應(yīng)力集中。會(huì)出現(xiàn)局部應(yīng)力增大的現(xiàn)象，稱(chēng)為應(yīng)力集中。v應(yīng)力集中對(duì)靜強(qiáng)度的影響應(yīng)力集中對(duì)靜強(qiáng)度的影響與材料性質(zhì)有關(guān)。對(duì)脆性材料影響較大，對(duì)塑性材料影響小。 塑性材料在破壞前有一個(gè)宏觀的塑性變形過(guò)程，使零件上

3、的應(yīng)力重新分配，自動(dòng)趨于均勻化。因此應(yīng)力集中對(duì)塑性材料的靜強(qiáng)度影響小。v應(yīng)力集中對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響應(yīng)力集中對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響疲勞破壞事故和試驗(yàn)表明，疲勞源總是出現(xiàn)在應(yīng)力集中的地方，應(yīng)力集中使結(jié)構(gòu)的疲勞強(qiáng)度降低。疲勞破壞時(shí)截面上的名義應(yīng)力未達(dá)到屈服極限，而局部應(yīng)力高導(dǎo)致屈服，使疲勞強(qiáng)度降低，為結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)。疲勞設(shè)計(jì)必須考慮應(yīng)力集中的影響。一一. 理論應(yīng)力集中系數(shù)理論應(yīng)力集中系數(shù)q應(yīng)力集中使零件的局部應(yīng)力提高，在缺口或其他應(yīng)力集中處的局部應(yīng)力應(yīng)力集中使零件的局部應(yīng)力提高，在缺口或其他應(yīng)力集中處的局部應(yīng)力與名義應(yīng)力的比值，稱(chēng)為理論應(yīng)力集中系數(shù)。與名義應(yīng)力的比值，稱(chēng)為理論應(yīng)力集中系數(shù)。v 理論應(yīng)力集中系

4、數(shù)表示在靜載荷的作用下，構(gòu)件局部應(yīng)力的嚴(yán)重程度。理論應(yīng)力集中系數(shù)表示在靜載荷的作用下，構(gòu)件局部應(yīng)力的嚴(yán)重程度。v 用用Kt來(lái)表示。來(lái)表示。v 一般情況下一般情況下Kt值可由手冊(cè)上的圖表查得。值可由手冊(cè)上的圖表查得。v Kt值與構(gòu)件的幾何形狀有關(guān)，又稱(chēng)為形狀系數(shù)。值與構(gòu)件的幾何形狀有關(guān)，又稱(chēng)為形狀系數(shù)。tnWP名義應(yīng)力即平均應(yīng)力義應(yīng)力。為有應(yīng)力集中截面的名部應(yīng)力；為應(yīng)力集中處的最大局式中，ntnttK二二. 有效應(yīng)力集中系數(shù)有效應(yīng)力集中系數(shù)q無(wú)應(yīng)力集中試樣的疲勞極限與和其凈截面尺寸及終加工方法相同的有應(yīng)無(wú)應(yīng)力集中試樣的疲勞極限與和其凈截面尺寸及終加工方法相同的有應(yīng)力集中試樣的疲勞極限之比，叫做有

5、效應(yīng)力集中系數(shù)。力集中試樣的疲勞極限之比，叫做有效應(yīng)力集中系數(shù)。 可以表示為可以表示為:v 有效應(yīng)力集中系數(shù)主要用來(lái)表征應(yīng)力集中對(duì)疲勞強(qiáng)度的降低作用有效應(yīng)力集中系數(shù)主要用來(lái)表征應(yīng)力集中對(duì)疲勞強(qiáng)度的降低作用v 由于有缺口，使局部應(yīng)力提高的倍數(shù)為由于有缺口，使局部應(yīng)力提高的倍數(shù)為Kt，使疲勞強(qiáng)度降低的倍數(shù)為，使疲勞強(qiáng)度降低的倍數(shù)為Kf。 國(guó)外，通常把有效應(yīng)力集中系數(shù)稱(chēng)為疲勞缺口系數(shù)，并常用Kf統(tǒng)一表示正應(yīng)力和切應(yīng)力下的疲勞缺口系數(shù)。v 有效應(yīng)力集中系數(shù)有效應(yīng)力集中系數(shù)(Kf)的其他叫法：疲勞缺口系數(shù)、疲勞強(qiáng)度降低系數(shù)的其他叫法：疲勞缺口系數(shù)、疲勞強(qiáng)度降低系數(shù)。KKKKKfff對(duì)于剪切應(yīng)力，對(duì)于拉伸

6、應(yīng)力，有缺口試件的疲勞極限光滑試件的疲勞極限111q確定有效應(yīng)力集中系數(shù)Kf的方法v 疲勞試驗(yàn)法。根據(jù)Kf的定義直接進(jìn)行疲勞試驗(yàn)，得到相關(guān)的曲線(xiàn)（只適用于一定的形狀和材料）v 影響系數(shù)法。根據(jù)零件的材料、形狀等影響因素，分別計(jì)算影響系數(shù)，再按下面的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算（日本常用該方法）：v 敏感系數(shù)法。世界通用的方法。利用理論應(yīng)力集中系數(shù)Kt和疲勞缺口敏感系數(shù)q來(lái)計(jì)算疲勞缺口系數(shù)。（比較重要的公式）v 其他方法。如應(yīng)力梯度法、L/G法、斷裂力學(xué)法等。（目前還不成熟）有關(guān)；、缺口半徑它與材料性能為疲勞缺口敏感系數(shù)，為理論應(yīng)力集中系數(shù)；式中，rqKKqKbttf)43() 1(1)33(154321fKq

7、敏感系數(shù)q的確定v 敏感系數(shù)q是材料對(duì)應(yīng)力集中敏感性的一種程度,q=01,由(3-4),得)53(11tfKKqv q=1，此時(shí)Kf=Kt，表示材料對(duì)應(yīng)力集中非常敏感。塑性較差的高強(qiáng)度鋼接近于1；v q=0，Kf=1,材料對(duì)應(yīng)力集中沒(méi)有反應(yīng)。如，鑄鐵。（鑄鐵內(nèi)含大量的石墨雜質(zhì)，相當(dāng)于很尖銳的裂紋，其影響幾乎完全掩蓋了應(yīng)力集中的影響）v q值與材料強(qiáng)度極限b有關(guān)，若b增大，則q增大；若晶粒度與材料性質(zhì)不均勻，則q減??；q值還與缺口曲率半徑有關(guān)，r減小，q增大。v q值的確定方法有多種，工程上有許多計(jì)算公式和曲線(xiàn)。v 常用的確定q值的方法 諾伯公式（Neuber）（機(jī)械工程手冊(cè)推薦） 彼特遜公式（

8、Peterson）（英國(guó)疲勞設(shè)計(jì)準(zhǔn)則推薦） 常見(jiàn)材料的敏感系數(shù)q的統(tǒng)計(jì)數(shù)值（表3-1）（略）諾伯公式（諾伯公式（Neuber）式中，r為缺口半徑； A為參數(shù)，從圖3-2查出rAq/11q值也可以直接從圖3-3查出彼特遜公式（彼特遜公式（Peterson）raqraq/6 . 011/11趙少卞和王忠保公式趙少卞和王忠保公式q趙少卞和王忠保等人用趙少卞和王忠保等人用Q235A、16Mn35、45#、40Cr、60Si2Mn等鋼材對(duì)疲等鋼材對(duì)疲勞缺口系數(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究，提出的計(jì)算疲勞缺口系數(shù)的簡(jiǎn)單的單參數(shù)計(jì)勞缺口系數(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究，提出的計(jì)算疲勞缺口系數(shù)的簡(jiǎn)單的單參數(shù)計(jì)算公式：算公式：

9、)83(88. 0btAQKKv 式中，式中，A，b為與熱處理方式有關(guān)的常數(shù)；為與熱處理方式有關(guān)的常數(shù)；Q為相對(duì)應(yīng)力梯度。為相對(duì)應(yīng)力梯度。熱處理方式熱處理方式Ab正火鋼0.4320.279熱軋鋼0.3360.345淬火后回火0.2900.152不同熱處理方式的不同熱處理方式的A,bA,b值值相對(duì)應(yīng)力梯度相對(duì)應(yīng)力梯度Q Q值按表值按表3-23-2計(jì)算計(jì)算第3章 疲勞強(qiáng)度影響因素 113.2 尺寸效應(yīng)尺寸效應(yīng) 零件或試樣的尺寸增大，則疲勞強(qiáng)度降低，這種疲勞強(qiáng)度隨尺寸增大而降低零件或試樣的尺寸增大，則疲勞強(qiáng)度降低，這種疲勞強(qiáng)度隨尺寸增大而降低的現(xiàn)象稱(chēng)為尺寸效應(yīng)。的現(xiàn)象稱(chēng)為尺寸效應(yīng)。q尺寸系數(shù)尺寸系數(shù)

10、v 尺寸尺寸系數(shù)系數(shù)定義為：當(dāng)應(yīng)力集中與終加工情況相同時(shí)，尺寸為定義為：當(dāng)應(yīng)力集中與終加工情況相同時(shí)，尺寸為d的大試樣或零的大試樣或零件的疲勞極限與標(biāo)準(zhǔn)直徑的試樣的疲勞極限之比。即：件的疲勞極限與標(biāo)準(zhǔn)直徑的試樣的疲勞極限之比。即：1111dd對(duì)稱(chēng)扭轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)彎曲無(wú)缺口光滑大試樣對(duì)稱(chēng)彎曲或扭轉(zhuǎn)疲勞極限標(biāo)準(zhǔn)尺寸試樣對(duì)稱(chēng)彎曲或扭轉(zhuǎn)疲勞極限標(biāo)準(zhǔn)試樣直徑d0=610mm。中低強(qiáng)度鋼d0取9.5mm；高強(qiáng)度鋼d0取7.5mm或6mmq尺寸效應(yīng)機(jī)制（尺寸效應(yīng)機(jī)制（目前還不完善目前還不完善）v 工藝因素工藝因素 大型零件的鑄造質(zhì)量比小型零件差，大零件缺陷比小零件多； 大截面零件的鍛造比或壓延比都比小零件?。?大型

11、零件熱處理冷卻速度比小零件慢，淬透深度??； 大型零件加工時(shí)的切削力、切削熱與小零件不同； 大型零件的材質(zhì)比小型零件差。 以上因素，使大型零件的疲勞強(qiáng)度降低。v 比例因素比例因素 應(yīng)力梯度。零件上應(yīng)力分布不均勻，外層應(yīng)力大，導(dǎo)致外層位移大，內(nèi)層晶粒阻止外層位移。在相同外載荷下，大試樣的應(yīng)力梯度小，名義應(yīng)力低；小試樣則相反。 統(tǒng)計(jì)因素。零件尺寸越大，出現(xiàn)薄弱晶粒和大缺陷的概率越大。q尺寸效應(yīng)的影響（尺寸效應(yīng)的影響（實(shí)驗(yàn)結(jié)論，無(wú)理論證明實(shí)驗(yàn)結(jié)論，無(wú)理論證明）v 尺寸效應(yīng)與加載方式有關(guān)。尺寸效應(yīng)與加載方式有關(guān)。v 鋼的強(qiáng)度越高，尺寸效應(yīng)越大。鋼的強(qiáng)度越高，尺寸效應(yīng)越大。v 合金鋼的尺寸效應(yīng)比碳鋼小，合

12、金結(jié)構(gòu)鋼與碳素結(jié)構(gòu)鋼相同。合金鋼的尺寸效應(yīng)比碳鋼小，合金結(jié)構(gòu)鋼與碳素結(jié)構(gòu)鋼相同。v 鑄鋼的尺寸敏感性比鍛鋼大。鑄鋼的尺寸敏感性比鍛鋼大。q尺寸系數(shù)尺寸系數(shù)的確定（的確定（目前主要采用實(shí)驗(yàn)曲線(xiàn)來(lái)確定目前主要采用實(shí)驗(yàn)曲線(xiàn)來(lái)確定）鍛鋼疲勞極限的尺寸系數(shù)光滑軸的彎曲尺寸系數(shù)第3章 疲勞強(qiáng)度影響因素 143.3 表面加工的影響表面加工的影響q表面狀態(tài)對(duì)疲勞強(qiáng)度有較大影響。裂紋常常從零件表面開(kāi)始（最大應(yīng)力一般發(fā)生在表面、表面上的缺陷一般最多）q影響機(jī)制v 表面狀態(tài)主要指：表層組織結(jié)構(gòu)、表面應(yīng)力狀態(tài)、粗糙度。q表面切削加工影響（表3-4）v 表面層塑性變形 應(yīng)變硬化程度。（疲勞極限隨硬化程度的增加而提高）

13、應(yīng)變硬化層厚度。（厚度未超過(guò)彈塑性變形區(qū)厚度時(shí)，厚度與疲勞極限成正比；若超過(guò)，則無(wú)影響） 應(yīng)變硬化引起的殘余應(yīng)力。（殘余壓應(yīng)力提高彎曲疲勞極限，殘余拉應(yīng)力降低拉伸疲勞極限）v 表面層溫度 通過(guò)三方面影響疲勞極限：殘余應(yīng)力、時(shí)效程度、軟化程度。v 表面粗糙度 粗糙度增加，疲勞極限降低。（刀痕深度、切削刀痕銳度增加，疲勞極限降低）q切削用量的影響v 影響因素主要有：切削速度、進(jìn)給量和切削深度。 增加切削速度可使冷作硬化層厚度減小，增加進(jìn)給量和切削深度使硬化層厚度增大。（對(duì)硬化程度及殘余應(yīng)力的影響類(lèi)似） 增加切削速度和進(jìn)給量會(huì)使表面溫度降低，而增加切削深度則提高表面溫度。降低表面溫度可以減小殘余應(yīng)力

14、、減小時(shí)效程度及軟化程度；溫度升高則相反。 切削速度的增加可以改善表面粗糙度，切削深度和進(jìn)給量的增加將惡化粗糙度。切削用量具體的影響規(guī)律見(jiàn)表3-5q表面加工系數(shù)曲線(xiàn)v 零件的表面狀況和環(huán)境對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響用表面系數(shù)表示。表面系數(shù)分為三種： 表面加工系數(shù)1 、腐蝕系數(shù)2、表面強(qiáng)化系數(shù)3。v表面加工系數(shù)表面加工系數(shù)1 定義：具有某種加工表面的標(biāo)準(zhǔn)光滑試樣與磨光（拋光）標(biāo)準(zhǔn)光滑試樣的疲定義：具有某種加工表面的標(biāo)準(zhǔn)光滑試樣與磨光（拋光）標(biāo)準(zhǔn)光滑試樣的疲勞極限之比勞極限之比 圖表。加工方法對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響是三種因素共同作用的結(jié)果，很難分別考圖表。加工方法對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響是三種因素共同作用的結(jié)果，很難分別

15、考慮各自的影響，一般根據(jù)實(shí)驗(yàn)用圖表來(lái)表示。慮各自的影響，一般根據(jù)實(shí)驗(yàn)用圖表來(lái)表示。l 不同循環(huán)次數(shù)N下的1-sb關(guān)系曲線(xiàn)l 不同循環(huán)次數(shù)N下的1- ss /sb關(guān)系曲線(xiàn)l 不同加工方法下的1-sb關(guān)系曲線(xiàn) 計(jì)算公式計(jì)算公式l 彎曲與拉壓l 扭轉(zhuǎn)v表面加工系數(shù)與疲勞缺口系數(shù)的關(guān)系（表面加工系數(shù)與疲勞缺口系數(shù)的關(guān)系（對(duì)對(duì)3-4式的修正式的修正）)113(1111)123(1bba)133(4 . 06 . 011為疲勞缺口敏感系數(shù)疲勞缺口系數(shù)；為理論應(yīng)力集中系數(shù)；式中，qKKKqKfttf)143() 1(111扭轉(zhuǎn)交變應(yīng)力下的表面加工系數(shù)a,b最終加工方法系數(shù)，與加工方法、循環(huán)次數(shù)有關(guān)不同循環(huán)次

16、數(shù)不同循環(huán)次數(shù)N下的下的1-sb關(guān)系曲線(xiàn)關(guān)系曲線(xiàn)不同循環(huán)次數(shù)不同循環(huán)次數(shù)N下的下的1- ss /sb關(guān)系曲線(xiàn)關(guān)系曲線(xiàn)不同加工方法下的不同加工方法下的1-sb關(guān)系曲線(xiàn)關(guān)系曲線(xiàn)第3章 疲勞強(qiáng)度影響因素 203.4 平均應(yīng)力的影響平均應(yīng)力的影響q平均應(yīng)力對(duì)疲勞強(qiáng)度影響的一般概念平均應(yīng)力對(duì)疲勞強(qiáng)度影響的一般概念v 決定零件疲勞強(qiáng)度的是應(yīng)力幅。決定零件疲勞強(qiáng)度的是應(yīng)力幅。v 平均應(yīng)力對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響是第二位的，但仍有重要作用。平均應(yīng)力對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響是第二位的，但仍有重要作用。v 一般情況，拉伸平均應(yīng)力使極限應(yīng)力幅減??；壓縮平均應(yīng)力使極限一般情況，拉伸平均應(yīng)力使極限應(yīng)力幅減??；壓縮平均應(yīng)力使極限應(yīng)力幅增

17、大。應(yīng)力幅增大。v 平均應(yīng)力對(duì)正應(yīng)力的影響比切應(yīng)力要大。平均應(yīng)力對(duì)正應(yīng)力的影響比切應(yīng)力要大。q極限應(yīng)力線(xiàn)圖極限應(yīng)力線(xiàn)圖v 極限應(yīng)力線(xiàn)圖用來(lái)表示平均應(yīng)力對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響極限應(yīng)力線(xiàn)圖用來(lái)表示平均應(yīng)力對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響v 在疲勞設(shè)計(jì)中，常用平均應(yīng)力折算系數(shù)將平均應(yīng)力折算為等效應(yīng)力在疲勞設(shè)計(jì)中，常用平均應(yīng)力折算系數(shù)將平均應(yīng)力折算為等效應(yīng)力幅幅v 常用的極限應(yīng)力線(xiàn)圖有三種常用的極限應(yīng)力線(xiàn)圖有三種 史密斯圖 海夫圖 等壽命圖史密斯（史密斯（Smith）圖）圖q以最大應(yīng)力以最大應(yīng)力max和最小應(yīng)力和最小應(yīng)力min為縱為縱坐標(biāo)，以平均應(yīng)力坐標(biāo)，以平均應(yīng)力m為橫坐標(biāo)的極限為橫坐標(biāo)的極限應(yīng)力線(xiàn)圖，叫史密斯圖。也叫應(yīng)

18、力線(xiàn)圖，叫史密斯圖。也叫max（ min）-m圖。圖。v ADC線(xiàn)為最大應(yīng)力線(xiàn)；線(xiàn)為最大應(yīng)力線(xiàn)；v BEC線(xiàn)為最小應(yīng)力線(xiàn)；線(xiàn)為最小應(yīng)力線(xiàn)；v ADC線(xiàn)與線(xiàn)與BEC線(xiàn)所包圍的面積表示不線(xiàn)所包圍的面積表示不產(chǎn)生疲勞破壞的應(yīng)力水平；產(chǎn)生疲勞破壞的應(yīng)力水平；v ADC線(xiàn)與線(xiàn)與BEC線(xiàn)外區(qū)域表示要產(chǎn)生疲線(xiàn)外區(qū)域表示要產(chǎn)生疲勞破壞的應(yīng)力水平；勞破壞的應(yīng)力水平；v A點(diǎn)為對(duì)稱(chēng)疲勞極限點(diǎn)為對(duì)稱(chēng)疲勞極限-1；v D點(diǎn)表示脈動(dòng)疲勞極限點(diǎn)表示脈動(dòng)疲勞極限0；v C點(diǎn)表示強(qiáng)度極限點(diǎn)表示強(qiáng)度極限b。海夫（海夫（Haigh）圖）圖q以應(yīng)力幅以應(yīng)力幅a為縱坐標(biāo)、平均應(yīng)為縱坐標(biāo)、平均應(yīng)力力m為橫坐標(biāo)的極限應(yīng)力圖稱(chēng)為橫坐標(biāo)的極

19、限應(yīng)力圖稱(chēng)為海夫圖。為海夫圖。v A點(diǎn)點(diǎn)m =0， a =OA= -1為為對(duì)稱(chēng)循環(huán)疲勞極限；對(duì)稱(chēng)循環(huán)疲勞極限；v B點(diǎn)點(diǎn)a =0， m =OB= b為為靜強(qiáng)度極限；靜強(qiáng)度極限；v C點(diǎn)點(diǎn)m = a ， 為脈動(dòng)循環(huán)疲勞極限的一半；為脈動(dòng)循環(huán)疲勞極限的一半；v AC連線(xiàn)斜率的絕對(duì)值即為平均連線(xiàn)斜率的絕對(duì)值即為平均應(yīng)力折算系數(shù)應(yīng)力折算系數(shù)v 海夫圖比史密斯圖醒目，使用更海夫圖比史密斯圖醒目，使用更廣泛。廣泛。020maxminmamamRRRma11)(5 . 0)(5 . 0tanminmaxminmax等壽命圖等壽命圖q表示相同壽命時(shí)不同表示相同壽命時(shí)不同應(yīng)力比下的疲勞極限應(yīng)力比下的疲勞極限間關(guān)

20、系的線(xiàn)圖都是等間關(guān)系的線(xiàn)圖都是等壽命圖。即給定壽命壽命圖。即給定壽命下下a、 m 、 max 、 min 間關(guān)系間關(guān)系的一族曲線(xiàn)。的一族曲線(xiàn)。v 圖中射線(xiàn)表示應(yīng)力圖中射線(xiàn)表示應(yīng)力比比R= max/ min例3-1已知a=400Mpa， m =400MPa。求max 、 min 、R和壽命N。例3-2已知光滑試樣R=-1， a=600MPa。求壽命N。q拉伸平均應(yīng)力的影響拉伸平均應(yīng)力的影響v 極限應(yīng)力線(xiàn)（許多學(xué)者提出了極限應(yīng)力線(xiàn)（許多學(xué)者提出了多種極限應(yīng)力線(xiàn)）多種極限應(yīng)力線(xiàn)） 1874年的戈倍爾拋物線(xiàn) 1899年的古德曼直線(xiàn) 1935年的索德貝爾格直線(xiàn) 1950年的謝聯(lián)先折線(xiàn) 莫羅直線(xiàn))173(

21、)/(1 21bma)183()/1 (1bma)193()/1 (1sma)203()1)(2/(0)203()0101aRaRmama時(shí)時(shí))213()/1 (1fma。時(shí)的平均應(yīng)力折算系數(shù)。平均應(yīng)力折算系數(shù)；真斷裂強(qiáng)度；屈服極限；強(qiáng)度極限；材料疲勞極限；極限應(yīng)力幅；平均應(yīng)力；各計(jì)算公式中01Rfsbam勞極限。脈動(dòng)循環(huán)下的材料疲式中，）（算公式平均應(yīng)力折算系數(shù)的計(jì)000001)223()2/()223(/2babv上述上述5種極限應(yīng)力線(xiàn)的種極限應(yīng)力線(xiàn)的關(guān)系關(guān)系 索德貝爾格直線(xiàn)對(duì)大多數(shù)金屬材料偏于保守。 戈倍爾拋物線(xiàn)適用于塑性材料，但非線(xiàn)性，使用麻煩，一般不用。 古德曼直線(xiàn)適用于脆性材料，對(duì)

22、延性材料偏于保守。 謝聯(lián)先折線(xiàn)與試驗(yàn)數(shù)據(jù)比較符合，比古德曼直線(xiàn)精確，缺點(diǎn)是要知道脈動(dòng)循環(huán)下的疲勞極限值。 莫羅直線(xiàn)也與試驗(yàn)數(shù)據(jù)比較符合，比古德曼直線(xiàn)精確，在疲勞設(shè)計(jì)中使用較多。v東北工學(xué)院的試驗(yàn)結(jié)果東北工學(xué)院的試驗(yàn)結(jié)果 對(duì)于Kt=1的光滑試樣，試驗(yàn)數(shù)據(jù)比較符合謝聯(lián)先直線(xiàn)； 對(duì)于Kt=2和Kt=3的缺口試樣，試驗(yàn)數(shù)據(jù)比較符合古德曼直線(xiàn)（需用缺口試樣的強(qiáng)度極限sbk代替光滑試樣的強(qiáng)度極限sb）。 如果近似取bk = f(真斷裂應(yīng)力) ，則試驗(yàn)數(shù)據(jù)符合莫羅直線(xiàn)。 平均應(yīng)力折算（3-24）（3-27）第3章 疲勞強(qiáng)度影響因素 273.5 載荷持續(xù)情況的影響載荷持續(xù)情況的影響q加載頻率的影響加載頻率的影

23、響（鋼、銅、鋁及其他高熔點(diǎn)金屬（鋼、銅、鋁及其他高熔點(diǎn)金屬試驗(yàn)）試驗(yàn)）v 頻率在頻率在2007000c/min(3.3120Hz)范圍范圍內(nèi)，頻率變化對(duì)疲勞強(qiáng)度不產(chǎn)生影響。內(nèi)，頻率變化對(duì)疲勞強(qiáng)度不產(chǎn)生影響。v 頻率在頻率在1000Hz時(shí)，頻率變化對(duì)疲勞極限影時(shí)，頻率變化對(duì)疲勞極限影響不大；頻率高于響不大；頻率高于1000Hz后，疲勞極限稍有后，疲勞極限稍有增加；到增加；到10000Hz時(shí)達(dá)到極大值，之后逐漸降時(shí)達(dá)到極大值，之后逐漸降低。低。v 總結(jié)現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以把加載頻率分為三總結(jié)現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以把加載頻率分為三種范圍：種范圍： 正常頻率（5300Hz），低頻（0.15Hz），高頻（30010000Hz）v 在大氣條件下、試驗(yàn)溫度小于在大氣條件下、試驗(yàn)溫度小于50度時(shí)，加載頻率的影響如下：度時(shí)，加載頻率的影響如下： 在正常