零件疲勞強(qiáng)度

1、零件疲勞強(qiáng)度第1頁，共19頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)50分，星期四機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度 疲勞強(qiáng)度：零件工作時(shí)產(chǎn)生變應(yīng)力對(duì)應(yīng)的強(qiáng)度一、變應(yīng)力的描述sm平均應(yīng)力； sa應(yīng)力幅值smax最大應(yīng)力； smin最小應(yīng)力r 循環(huán)特性系數(shù)（應(yīng)力比）描述規(guī)律性的交變應(yīng)力可有5個(gè)參數(shù)，但其中只有兩個(gè)參數(shù)是獨(dú)立的。第2頁，共19頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)50分，星期四機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度 r = -1對(duì)稱循環(huán)應(yīng)力r=0脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)力r=1靜應(yīng)力根據(jù)循環(huán)特性系數(shù)r的不同，典型應(yīng)力有：第3頁，共19頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)50分，星期四機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度 二、材料的-N 疲勞曲線CD段: 機(jī)械零件的疲勞

2、大多發(fā)生在sN曲線的CD段，可用下式描述：sN疲勞曲線D點(diǎn)以后的疲勞曲線呈一水平線，代表著無限壽命區(qū)，其方程為： AB段：靜載破壞階段 BC段: 應(yīng)變疲勞階段，一般用應(yīng)變-循環(huán) 次數(shù)來表達(dá)，也稱低周疲勞；第4頁，共19頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)50分，星期四機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度 在作疲勞試驗(yàn)時(shí)，常規(guī)定一個(gè)循環(huán)次數(shù)N0(稱為循環(huán)基數(shù))，用N0及其相對(duì)應(yīng)的疲勞極限r(nóng)來近似代表ND和 r，則有限壽命期內(nèi)：kN壽命系數(shù)， m疲勞曲線實(shí)驗(yàn)常數(shù) N0rrNN有限壽命區(qū)無限壽命區(qū)N0rlgrNlgN有限壽命區(qū)無限壽命區(qū)第5頁，共19頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)50分，星期四機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度 三、極

3、限應(yīng)力線圖（等壽命疲勞曲線） 機(jī)械零件材料的疲勞特性除用sN曲線表示外，還可用極限應(yīng)力線圖來描述。該曲線表達(dá)了不同循環(huán)特性時(shí)疲勞極限的特性。在工程應(yīng)用中，常將等壽命曲線用直線來近似替代。45GmoaCDAS0/20/245BB-1A點(diǎn)：對(duì)稱循環(huán)疲勞極限點(diǎn)D點(diǎn)：脈動(dòng)循環(huán)疲勞極限點(diǎn)B點(diǎn)：強(qiáng)度極限點(diǎn)C點(diǎn)：屈服極限點(diǎn)第6頁，共19頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)50分，星期四機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度 三、材料極限應(yīng)力線圖用AC折線表示零件材料的極限應(yīng)力線圖是其中一種近似方法。A直線的方程為：C直線的方程為：y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：對(duì)于碳鋼，y0.10.2，對(duì)于合金鋼，y0.

4、20.3。第7頁，共19頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)50分，星期四機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度 四、零件的極限應(yīng)力線圖 由于零件幾何形狀的變化、尺寸大小、加工質(zhì)量等的影響，使得零件的疲勞極限要小于材料試件的疲勞極限。moCaGDASkN0/2-1e0e/2AGD綜合影響系數(shù)： k 有效應(yīng)力集中系數(shù)； 尺寸系數(shù)； 表面狀況系數(shù) 第8頁，共19頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)50分，星期四機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度 四、零件的極限應(yīng)力線圖moCaGDASkN0/2-1e0e/2AGD第9頁，共19頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)50分，星期四機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度 五、單向穩(wěn)定變應(yīng)力時(shí)的疲勞強(qiáng)度計(jì)算進(jìn)行零件疲勞強(qiáng)度

5、計(jì)算時(shí)，首先根據(jù)零件危險(xiǎn)截面上的 max 及 min確定平均應(yīng)力m與應(yīng)力幅a，然后，在極限應(yīng)力線圖的坐標(biāo)中標(biāo)示出相應(yīng)工作應(yīng)力點(diǎn)M或N。計(jì)算安全系數(shù)及疲勞強(qiáng)度條件為：相應(yīng)的疲勞極限應(yīng)力應(yīng)是極限應(yīng)力曲線上的某一個(gè)點(diǎn)所代表的應(yīng)力。第10頁，共19頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)50分，星期四機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度 五、單向穩(wěn)定變應(yīng)力時(shí)的疲勞強(qiáng)度計(jì)算 根據(jù)零件工作時(shí)所受的約束來確定應(yīng)力可能發(fā)生的變化規(guī)律，從而決定以哪一個(gè)點(diǎn)來表示極限應(yīng)力。機(jī)械零件可能發(fā)生的典型的應(yīng)力變化規(guī)律有以下三種： 循環(huán)特性系數(shù)為常數(shù)：r=C 安全系數(shù)計(jì)算.swfm=C 安全系數(shù)計(jì)算.swfmin=C第11頁，共19頁，2022年，5

6、月20日，1點(diǎn)50分，星期四機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度 1、循環(huán)特性系數(shù)為常數(shù)：r=Ca135MoCGDASkN-1/KmMaNNma工作應(yīng)力點(diǎn)M的縱、橫坐標(biāo)比值為： 當(dāng)載荷加大到使應(yīng)力達(dá)到M 時(shí)剛好要產(chǎn)生 疲勞破壞，故安全系數(shù)S為：對(duì)于工作應(yīng)力點(diǎn)N，當(dāng)載荷加大到使應(yīng)力達(dá)到N點(diǎn)時(shí)，將產(chǎn)生靜力破壞，m第12頁，共19頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)50分，星期四機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度 1、循環(huán)特性系數(shù)為常數(shù)：r=C （回轉(zhuǎn)軸）aMo135CGDASkN-1/KmMaNNmaKm 作KM / /AG 線：第13頁，共19頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)50分，星期四機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度 2、平均應(yīng)力為常數(shù)m=C

7、 （彈簧）當(dāng)載荷加大到使應(yīng)力達(dá)到M 時(shí)剛好要產(chǎn)生疲勞破壞，故安全系數(shù)S為：對(duì)于工作應(yīng)力點(diǎn)N，當(dāng)載荷加大到使應(yīng)力達(dá)到N點(diǎn)時(shí)，將產(chǎn)生靜力破壞，mMoaCGDAMNN第14頁，共19頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)50分，星期四機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度 3、最小應(yīng)力為常數(shù)min=C （緊螺栓） 當(dāng)載荷加大到使應(yīng)力達(dá)到M 時(shí)剛好要產(chǎn)生疲勞破壞，故安全系數(shù)S為：對(duì)于工作應(yīng)力點(diǎn)N，當(dāng)載荷加大到使應(yīng)力達(dá)到N點(diǎn)時(shí)，將產(chǎn)生靜力破壞，45MomaCGAMNN45min第15頁，共19頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)50分，星期四機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度 45MomaCGAMNN45min第16頁，共19頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)50分，星期四機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度 六、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sa 和ta時(shí)，第17頁，共19頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)50分，星期四機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度 七、單向不穩(wěn)定變應(yīng)力時(shí)的疲勞強(qiáng)度計(jì)算不穩(wěn)定變應(yīng)力非規(guī)律性規(guī)律性用統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行疲勞強(qiáng)度計(jì)算規(guī)律性不穩(wěn)定變應(yīng)力按損傷累積假說進(jìn)行疲勞強(qiáng)度計(jì)算第18頁，共19頁，2022年，5月20日，1點(diǎn)50分，星期四機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度 七、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，則應(yīng)力 1 每循環(huán)一次對(duì)材料的損傷率即為1/N1，而循環(huán)了n1次的1對(duì)材