構件疲勞強度疲勞課件

1、第六章 疲 勞61 交變應力的概念63 持久極限62 疲勞的概念64 提高構件疲勞強度的措施61 交變應力的概念一、交變應力(Alternating stress ) 構件內一點處的應力隨時間作周期性變化,這種應力稱為交變應力.APt二、產(chǎn)生的原因例題1 一簡支梁在梁中間部分固接一電動機,由于電動機的重力作用產(chǎn)生靜彎曲變形,當電動機工作時,由于轉子的偏心而引起離心慣性力.由于離心慣性力的垂直分量隨時間作周期性的變化,梁產(chǎn)生交變應力. 1、載荷做周期性變化 2、載荷不變,構件點的位置隨時間做周期性的變化 靜平衡位置tt st max min第十一章 供應鏈管理【知識目標】 理解供應鏈管理的概念，

2、以及供應鏈管理與物流管理的區(qū)別,掌握供應鏈管理的基本內容與原則?！灸芰δ繕恕?能夠站在單個企業(yè)的角度模擬供應鏈，通過供應鏈管理提出優(yōu)化方案，加深對合作伙伴關系的認識和理解。【素質目標】 要認識到現(xiàn)代物流企業(yè)的開放性，企業(yè)你中有我，我中有你，任何企業(yè)都不能獨立運作，只有合作才能實現(xiàn)共贏?！疽氚咐?沃爾瑪?shù)墓溛锪鲬?zhàn)略 在1979年，凱瑪特是零售業(yè)的巨頭之一，擁有1891家商店，平均每家商店的收入為725萬美元。當時的沃爾瑪只是美國南方的一個小零售商，只有229家商店，每家商店的收入也只是凱瑪特的一半。在十余年時間里，沃爾瑪改變了自己。1992年，沃爾瑪?shù)拿科椒接⒊叩匿N售額最高，并且在所有零

3、售商中，其庫存周轉次數(shù)和運營利潤都是最高的。如今，沃爾瑪是世界上最大、利潤最高的零售商。沃爾瑪是如何成功的呢？其起點在于堅持不懈地致力于滿足顧客的需要。它的目標是保證顧客無論何時何地都能買到所需的商品，以及優(yōu)化成本結構，提供具有競爭力的定價。實現(xiàn)這個目標的關鍵在于使庫存的連續(xù)補充成為其核心戰(zhàn)略。通過直接轉運技術，商品被源源不斷地送達沃爾瑪?shù)膫}庫，在那里商品不作停留就被分送到各商店。這個戰(zhàn)略大大降低了沃爾瑪?shù)匿N售成本，并使其向顧客提供天天低價成為可能。沃爾瑪?shù)奈锪鲬?zhàn)略是什么？以后如何轉向或改變經(jīng)營戰(zhàn)略？第一節(jié) 供應鏈概述任何一個企業(yè)都不能孤立地生存，它需要市場、企業(yè)以及人的支持。這些市場、企業(yè)和

4、人聯(lián)系在一起，上下環(huán)節(jié)之間表現(xiàn)為供給與需求的關系，從而形成了一條長長的供應鏈。事實上，供應鏈是早已客觀存在的的事物。一、供應鏈的概念供應鏈是指產(chǎn)品生產(chǎn)和流通過程中所涉及的原材料供應商、制造商、批發(fā)商、零售商以及最終消費者組成的供需網(wǎng)絡，即由原材料獲取、物料加工和制造直至將成品送到用戶手中，這一完整過程所涉及的企業(yè)和企業(yè)部門組成的網(wǎng)絡。這個概念強調了供應鏈的戰(zhàn)略伙伴關系，從形式上看，客戶是在購買商品，但實質上客戶是在購買能帶來效益的價值。各種物料在供應鏈上移動，是一個不斷采用新技術投入勞動，增加其技術含量或附加價值的過程，因此，供應鏈不僅是一條聯(lián)接供應商到用戶的物料鏈、信息鏈、資金鏈，而且是一條

5、價值增值鏈。物料在供應鏈上因加工、包裝、運輸?shù)汝P系而增加其價值，給相關企業(yè)都帶來收益。例如，一件產(chǎn)品，其原材料由供應商提供，運輸?shù)缴a(chǎn)部門，在產(chǎn)品制成后，又被運送到配送中心，最終被賣給消費者。實際生活中的供應鏈往往涉及多種產(chǎn)品、多級生產(chǎn)和配送，并且不斷處于變化中。供應鏈具有如下的特征：復雜性、動態(tài)性、面向用戶需求和交叉性。二、供應鏈結構模型根據(jù)供應鏈的定義，供應鏈的結構可以用下圖來表示，如圖11-1所示：圖11-1 供應鏈的網(wǎng)鏈結構模型從圖5-1可以看出，供應鏈由所有加盟的節(jié)點企業(yè)組成，其中一般有一個核心企業(yè)（可以是產(chǎn)品制造企業(yè)，也可以是大型零售企業(yè)，如美國的沃爾瑪)。節(jié)點企業(yè)在需求信息的驅動

6、下和信息共享的基礎上，通過供應鏈的職能分工與合作(生產(chǎn)、分銷、零售等)，以資金流、物流或/和服務流為媒介實現(xiàn)整個供應鏈的不斷增值。三、供應鏈的類型根據(jù)不同的劃分標準，我們可以將供應鏈分為以下幾種類型。1穩(wěn)定的供應鏈和動態(tài)的供應鏈 根據(jù)供應鏈存在的穩(wěn)定性劃分，可以將供應鏈分為穩(wěn)定的和動態(tài)的供應鏈?；谙鄬Ψ€(wěn)定、單一的市場需求而組成的供應鏈穩(wěn)定性較強，而基于相對頻繁變化、復雜的需求而組成的供應鏈動態(tài)性較高。在實際管理運作中，需要根據(jù)不斷變化的需求，相應地改變供應鏈的組成。2平衡的供應鏈和傾斜的供應鏈 根據(jù)供應鏈容量與用戶需求的關系可以劃分為平衡的供應鏈和傾斜的供應鏈。一個供應鏈具有一定的、相對穩(wěn)定

7、的設備容量和生產(chǎn)能力（所有節(jié)點企業(yè)能力的綜合，包括供應商、制造商、運輸商、分銷商、零售商等），但用戶需求處于不斷變化的過程中，當供應鏈的容量能滿足用戶需求時，供應鏈處于平衡狀態(tài)，而當市場變化加劇，造成供應鏈成本增加、庫存增加、浪費增加等現(xiàn)象時，企業(yè)不是在最優(yōu)狀態(tài)下運作，供應鏈則處于傾斜狀態(tài)。用戶需求供應鏈的容量用戶需求供應鏈的容量圖11-2 平衡的供應鏈和傾斜的供應鏈 平衡的供應鏈可以實現(xiàn)各主要職能（采購/低采購成本、生產(chǎn)/規(guī)模效益、分銷/低運輸成本、市場/產(chǎn)品多樣化和財務/資金運轉快）之間的均衡。3盟主型供應鏈和非盟主型供應鏈 根據(jù)供應鏈的主導主體控制能力可以將供應鏈分為盟主型供應鏈和非盟主

8、型供應鏈。所謂盟主型供應鏈，即某一成員在供應鏈中占有主導地位，對其他成員具有很強的輻射能力和吸引能力，通常稱該企業(yè)為核心企業(yè)或主導企業(yè)。 盟主型供應鏈相對于非盟主型供應鏈，是比較典型的一種供應鏈類型。從供應鏈的主導主體分析，可以將供應鏈劃分為制造企業(yè)主導供應鏈、商業(yè)企業(yè)主導供應鏈和第三方物流企業(yè)主導供應鏈等形式。例題2 火車輪軸上的力來自車箱.大小,方向基本不變.即彎矩基本不變.PP橫截面上 A點到中性軸的距離卻是隨時間 t 變化的.假設軸以勻角速度 轉動.tzAA的彎曲正應力為 是隨時間 t 按正弦曲線變化的t12341O交變應力的疲勞破壞與靜應力下的破壞有很大差異,故表征材料抵抗交變應力破

9、壞能力的強度指標也不同.下圖為交變應力下具有代表性的正應力時間曲線. 三.交變應力的循環(huán)特征、應力幅和平均應力一個應力循環(huán)(一)、基本參數(shù)應力每重復變化一次,稱為一個應力循環(huán)Ot在拉,壓或彎曲交變應力下在扭轉交變應力下 max min最小應力和最大應力的比值稱為循環(huán)特征.用r 表示.1.應力循環(huán)2.循環(huán)特征3、應力幅(Stress amplitude) 最大應力和最小應力的差值的的二分之一,稱為交變應力的 應力幅.用a 表示O一個應力循環(huán)t max min a a4、平均應力最大應力和最小應力代數(shù)和的一半,稱為交變應力的 平均應力.用m表示.(二)、交變應力的分類 1、對稱循環(huán)在交變應力下若最

10、大應力與最小應力等值而反號.Omaxmint min= - max或 min= - maxr= -1 時的交變應力,稱為對稱循環(huán) 交變應力.（1）若 非對稱循環(huán)交變應力中的最小應力等于零（ min）r=0 的交變應力,稱為脈動循環(huán) 交變應力 時的交變應力,稱為非對稱循環(huán) 交變應力.Omaxmin=0t2.非對稱循環(huán)（2）r 0 為同號應力循環(huán); r 2030 0.91 0.83 0.89 3040 0.88 0.77 0.81 4050 0.84 0.73 0.78 5060 0.81 0.70 0.76 6070 0.78 0.68 0.74 7080 0.75 0.66 0.73 8010

11、0 0.73 0.64 0.72 100120 0.70 0.62 0.70 120150 0.68 0.60 0.68 150500 0.60 0.54 0.60 表1 尺寸系數(shù)三、構件表面狀態(tài)的影響(the effect of member surface state) 實際構件表面的加工質量對持久極限也有影響,這是因為不同的加工精度在表面上造成的刀痕將呈現(xiàn)不同程度的應力集中. 若構件表面經(jīng)過淬火、氮化、滲碳等強化處理,其持久極限也就得到提高.表面質量對持久極限的影響用表面狀態(tài)系數(shù)表示其他加工情況的構件的持久極限表面磨光的試件的持久極限 綜合考慮上述三種影響因素，構件在對稱循環(huán)下的持久極限

12、b為表面狀態(tài)系數(shù)為有效應力集中系數(shù)為尺寸系數(shù)為表面磨光的光滑小試件的持久極限 如果循環(huán)應力為剪應力,將上述公式中的正應力換為剪應力即可. 對稱循環(huán)下,r= -1 .上述各系數(shù)均可查表而得.提高構件疲勞強度的途徑 所謂提高疲勞強度，通常是指在不改變構件的基本尺寸和材料的前提下，通過減小應力集中和改善表面質量，以提高構件的疲勞極限。通常有以下一些途徑： 緩和應力集中： 截面突變處的應力集中是產(chǎn)生裂紋以及裂紋擴展的重要原因，通過適當加大截面突變處的過渡圓角以及其它措施，有利于緩和應力集中，從而可以明顯地提高構件的疲勞強度。 提高構件表面層質量： 在應力非均勻分布的情形（例如彎曲和扭轉）下，疲勞裂紋大都從構件表面開始形成和擴展。因此，通過機械的或化學的方法對構件表面進行強化處理，改善表面層質量，將使構件的疲勞強度有明顯的提高。 表面熱處理和化學處理（例如表面高頻淬火、滲碳、滲氮和氰化等），冷壓機械加工（例如表面滾壓和噴丸處理等），