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1、材料力學(xué)第十一章 交變應(yīng)力1第十一章 交變應(yīng)力111 交變應(yīng)力與疲勞失效112 交變應(yīng)力的循環(huán)特征、應(yīng)力幅和平均應(yīng)力113 持久極限114 影響持久極限的因素211 交變應(yīng)力與疲勞失效一、交變應(yīng)力：構(gòu)件內(nèi)一點(diǎn)處的應(yīng)力隨時間t作周期性變化，這種應(yīng)力稱為交變應(yīng)力。交變應(yīng)力t3二、疲勞破壞的發(fā)展過程:1. 亞結(jié)構(gòu)或弱晶體沿最大切應(yīng)力作用面形成滑移帶。2.產(chǎn)生微觀裂紋。3.微觀裂紋長大并合并， 形成“主導(dǎo)”裂紋。4.宏觀主導(dǎo)裂紋穩(wěn)定擴(kuò)展。5.結(jié)構(gòu)失穩(wěn)或完全斷裂。交變應(yīng)力材料在交變應(yīng)力下的破壞，習(xí)慣上稱為疲勞破壞。4三、疲勞破壞的特點(diǎn):2.斷裂發(fā)生要經(jīng)過一定的循環(huán)次數(shù)；3.破壞均呈脆斷；4.“斷口”分區(qū)

2、明顯。 （光滑區(qū)和粗糙區(qū)）交變應(yīng)力5112 交變應(yīng)力的循環(huán)特征、應(yīng)力幅和平均應(yīng)力一、循環(huán)特征（應(yīng)力比）：三、應(yīng)力幅：二、平均應(yīng)力：交變應(yīng)力smsminsmaxsaTts6smt四、幾種特殊的交變應(yīng)力：1.對稱循環(huán)：交變應(yīng)力sminsmaxsaTs循環(huán)特征:平均應(yīng)力：應(yīng)力幅：7ts2.脈動循環(huán)：3.靜循環(huán)：交變應(yīng)力sminsmaxsatssmsmsminsmax循環(huán)特征:平均應(yīng)力：應(yīng)力幅：8例1 發(fā)動機(jī)連桿大頭螺釘工作時最大拉力Pmax =58.3kN，最小拉力Pmin =55.8kN ，螺紋內(nèi)徑為 d=11.5mm，試求 a 、m 和 r。解：交變應(yīng)力9113 持久極限二、 N 曲線（應(yīng)力壽命

3、曲線）：-1材料持久極限。交變應(yīng)力N(次數(shù))sN1s1s-1N0一、持久極限(疲勞極限)： 循環(huán)應(yīng)力只要不超過某個“最大限度”,構(gòu)件就可以經(jīng)歷無數(shù)次循環(huán)而不發(fā)生疲勞破壞，這個限度值稱為疲勞極限或持久極限，用r 表示。對稱循環(huán)的持久極限記為 。常溫下試件經(jīng)歷N0次循環(huán)仍未疲勞，則再增加循環(huán)次數(shù)，也不會疲勞，則：N0循環(huán)基數(shù) (鋼)10114 影響持久極限的因素一、對稱循環(huán)下構(gòu)件持久極限-1 0 ：1.構(gòu)件外形的影響：2. 構(gòu)件尺寸的影響：交變應(yīng)力K 有效應(yīng)力集中系數(shù)： 尺寸系數(shù)：3. 構(gòu)件表面質(zhì)量的影響： 表面質(zhì)量系數(shù)： 如果循環(huán)應(yīng)力為剪應(yīng)力，將上述公式中的正應(yīng)力換為剪應(yīng)力即可。（一般用直徑710mm的小試樣測定）11交變應(yīng)力練：11-1FFFAFBM:解：輪軸中段受純彎曲作用；to1210-13解：此為水平?jīng)_擊靜載荷時沖擊點(diǎn)C的撓度為：動載系數(shù)：桿內(nèi)最大動應(yīng)力：1310-16（a）靜載方式作用于木樁（b）自由落下方式作用于木樁動載系數(shù)：最大動應(yīng)力：1410-16（c）自由