中職-機械基礎(chǔ)（多學(xué)時）課件第2章構(gòu)件的承載能力分析

第2章構(gòu)件的承載能力分析1.為什么有些建筑物那么堅固，而有些則會倒塌呢？2.為什么旗桿做成空心的？第1節(jié)直桿軸向拉伸與壓縮第2節(jié)剪切與擠壓第3節(jié)圓軸扭轉(zhuǎn)第4節(jié)直梁彎曲第5節(jié)組合變形第6節(jié)交變應(yīng)力和疲勞強度第7節(jié)壓桿穩(wěn)定1.1.1軸向拉伸和壓縮的概念1.1直桿軸向拉伸與壓縮的概念受拉伸受壓縮軸向拉伸是在軸向力作用下，桿件產(chǎn)生伸長變形，也簡稱拉伸；軸向壓縮是在軸向力作用下，桿件產(chǎn)生縮短變形，也簡稱壓縮。如圖所示的三角架ABC，AB桿受拉伸，BC桿受壓縮。圖2-1三角架受力簡圖如圖所示桁架中的桿件，分別受拉力和壓力作用而產(chǎn)生拉伸或壓縮變形。圖2-2桁架桿件受力圖

這些受力桿件的共同特點是：桿件是直桿；外力(或外力合力)的作用線沿桿件軸線。這種情況下，桿件的主要變形為軸向伸長或縮短，如圖2-3(a)所示桿件在外力作用下發(fā)生軸向拉伸變形；如圖2-3(b)所示桿件在外力作用下發(fā)生軸向壓縮變形。這種變形形式稱為軸向拉伸或軸向壓縮，這類桿件稱為拉桿或壓桿。圖2-3直桿受力簡圖1.1.2直桿軸向拉伸和壓縮的計算

桿件在外力作用下將發(fā)生變形，與此同時，桿件內(nèi)部各部分之間將產(chǎn)生相互作用力，此相互作用力稱為內(nèi)力。內(nèi)力隨外力的變化而變化，外力去掉后，內(nèi)力將隨之消失。桿件的強度、剛度等問題均與內(nèi)力這個因素有關(guān)，在分析這些問題時，常常需要知道桿件在外力作用下某一橫截面上的內(nèi)力值。求桿件任一橫截面上的內(nèi)力，通常采用下述的截面法。設(shè)一等直桿在兩端軸向拉力F的作用下保持平衡，如圖2-4(a)所示，為求桿件橫截面m-m上的內(nèi)力，可以假想有一平面沿橫截面m-m將桿件截分為I、II兩部分，任取其中一部分(如部分I)作為分離體來分析，而另一部分(如部分II)對第一部分(如部分I)的作用可用截開橫截面上的內(nèi)力來代替。由于桿件是連續(xù)體，內(nèi)力在橫截面上的分布也是連續(xù)的，通常將橫截面上的分布內(nèi)力用位于截面形心處的合力FN來代替。FN即為橫截面m-m上的內(nèi)力。如圖2-4(b)所示。圖2-4受拉直桿的內(nèi)力

需要說明的是，如果變形體在外力作用下保持平衡，則從其上截取的任一部分也是平衡的。這個任一部分可以是截開的兩部分中的任一部分。因此圖2-4(b)所示的第I部分也應(yīng)該是保持平衡的。由平衡方程得式中，F(xiàn)N為桿件任一橫截面m-m上的內(nèi)力，其作用線與桿的軸線重合，這種內(nèi)力稱為軸力，并規(guī)定用符號FN來表示。同樣的，如果保留第II部分來考慮，也可根據(jù)平衡方程計算出m-m橫截面上的軸力。其實根據(jù)作用力與反作用力的原理可知，部分II橫截面上的軸力應(yīng)與部分I橫截面上的軸力大小相等，方向相反，如圖2-4(c)所示。

為了區(qū)分拉伸與壓縮，對軸力的正負號作如下規(guī)定：引起縱向伸長變形的軸力為正，稱為拉力(FN指向其所在截面的外法線方向)，引起縱向縮短變形的軸力為負，稱為壓力(FN指向其所在的截面)。

上述分析軸力的方法稱為截面法，用截面法求內(nèi)力的方法可歸納為：(1)截：在需要計算內(nèi)力的橫截面處，用一假想的平面將桿件截開；(2)代：任取其中一部分，將丟棄部分對保留部分的作用以內(nèi)力來代替，并假設(shè)內(nèi)力為正；(3)平：對保留部分建立平衡方程，計算出內(nèi)力值。截面法是求內(nèi)力最基本的方法。當(dāng)桿件受到多個軸向外力作用時，在桿的不同橫截面上的軸力將各不相同。為了表現(xiàn)橫截面上的軸力隨橫截面位置變化的情況，可用軸力圖來表示其變化規(guī)律。根據(jù)軸力圖，便可確定某段是受拉還是受壓，以及整個桿件上最大軸力的數(shù)值及其所在橫截面的位置。用平行于桿軸線的x坐標表示橫截面位置，用垂直于x的坐標FN表示橫截面軸力的大小，按選定的比例，把軸力表示在x-FN坐標系中，描出的軸力隨截面位置變化的曲線。

1.3材料在拉伸幣U壓縮時的力學(xué)性

材料在外力作用下，其強度和變形方面所表現(xiàn)出來的性能稱為材料的力學(xué)性能。它是通過試驗的方法測定的，是進行強度、剛度計算和選擇材料的重要依據(jù)。

工程材料的種類:根據(jù)其性能分為塑性材料和脆性材料兩大類。低碳鋼和鑄鐵是這兩類材料的典型代表，它們在拉伸和壓縮時表現(xiàn)出來的力學(xué)性能具有廣泛的代表性。下面我們就以低碳鋼的拉伸試驗和鑄鐵的壓縮試驗來研究材料在拉伸和壓縮過程中所表現(xiàn)出來的力學(xué)性能。1．低碳鋼拉伸時的力學(xué)性能

國家標準《金屬材料室溫拉伸試驗法》（GB/T228-2002）規(guī)定了標準試件的形狀與尺寸。用來測量變形的長度l稱為標距。對于圓截面，標準規(guī)定l=5d或l=10d。試件形狀如圖2-6所示。圖2-6低碳鋼標準拉伸試件

低碳鋼標準拉伸試件安裝在拉伸試驗機上，然后對試件緩慢施加拉伸載荷，直至把試件拉斷。根據(jù)拉伸過程中記錄的試件承受的拉力F值和試件標距l(xiāng)長度內(nèi)的變形量Δl的關(guān)系圖線（圖2-7a），稱為拉伸圖或F—Δl

曲線。為了反映材料本身的性能，將拉伸圖的縱坐標F除以試件的橫截面積A，即F/A=σ（稱為應(yīng)力）；橫坐標Δl

除以試件的標距l(xiāng)，即Δl/l=ε（稱為線應(yīng)變），取橫坐標為σ，縱坐標為ε，于是得到σ—ε關(guān)系曲線（圖2-7b），稱為應(yīng)力—應(yīng)變圖。

圖27低碳鋼拉伸試驗曲線試樣在拉伸過程中經(jīng)歷了四個階段。①彈性階段——比例極限σp：低碳鋼拉伸試驗σ—ε曲線，oa段是直線，應(yīng)力與應(yīng)變在此段成正比關(guān)系，材料符合虎克定律，即σ=Eε式中E為常數(shù)，稱為彈性模量或楊氏模量。直線oa的斜率tanα=σ/ε=E就是材料的彈性模量，直線部分最高點所對應(yīng)的應(yīng)力值記作σp，稱為材料的比例極限。曲線超過a點，圖上ab段已不再是直線，說明材料已不符合虎克定律。但在ab段內(nèi)卸載，變形也隨之消失，說明ab段也發(fā)生彈性變形，所以ab段稱為彈性階段。b點所對應(yīng)的應(yīng)力值記作σe

，稱為材料的彈性極限。彈性極限與比例極限非常接近，工程實際中通常對二者不作嚴格區(qū)分，而近似地用比例極限代替彈性極限。

②屈服階段——屈服點σs(屈服極限)：曲線超過b點后，出現(xiàn)了一段鋸齒形曲線，這—階段應(yīng)力沒有增加，而應(yīng)變依然在增加，材料好像失去了抵抗變形的能力，把這種應(yīng)力不增加而應(yīng)變顯著增加的現(xiàn)象稱作屈服，bc段稱為屈服階段。屈服階段曲線最低點所對應(yīng)的應(yīng)力σs稱為屈服點(或屈服極限)。在屈服階段卸載，將出現(xiàn)不能消失的塑性變形。工程上一般不允許構(gòu)件發(fā)生塑性變形，并把塑性變形作為塑性材料破壞的標志，所以屈服點σs是衡量材料強度的一個重要指標。

③強化階段——抗拉強度σb：經(jīng)過屈服階段后，曲線從c點又開始逐漸上升，說明要使應(yīng)變增加，必須增加應(yīng)力，材料又恢復(fù)了抵抗變形的能力，這種現(xiàn)象稱作強化，cd段稱為強化階段。曲線最高點所對應(yīng)的應(yīng)力值記作σb，稱為材料的抗拉強度(或強度極限)，它是衡量材料強度的又一個重要指標。

④縮頸斷裂階段：曲線到達d點前，試件的變形是均勻發(fā)生的，曲線到達d點，在試件比較薄弱的某一局部(材質(zhì)不均勻或有缺陷處)，變形顯著增加，有效橫截面急劇減小，出現(xiàn)了縮頸現(xiàn)象，試件很快被拉斷，所以de段稱為縮頸斷裂階段。

試件斷裂后，工作段的殘余伸長量Δl=l1-l0與標距長度l0的比值．代表了試件拉斷后的塑性變形程度，稱為材料斷后伸長率。即：式中：l0——試件原來的標距長度；l1——試件斷裂后的標距長度。也可以用斷面收縮率來表示。即式中：A0——實驗前試件的橫截面積；A1一試件斷口處最小橫截面面積。Ψ大，說明材料斷裂時產(chǎn)生的塑性變形大，塑性好。工程上通常將Ψ＞5％的材料稱為彈性材料，如鋼、銅、鋁等；Ψ

＜5％的材料稱為脆性材料．如鑄鐵、玻璃、陶瓷等。2鑄鐵壓縮時的力學(xué)性能

壓縮試件為短圓柱形，圓柱高度一般為直徑的2.5～3.5倍。壓縮試驗——試驗σ-ε曲線，如圖2-8所示。圖2-8鑄鐵壓縮試驗曲線

曲線沒有明顯的直線部分，應(yīng)力較小時，近似認為符合虎克定律。曲線沒有屈服階段，曲線最高點的應(yīng)力值稱為抗壓強度。鑄鐵材料抗壓性能遠好于抗拉性能，這也是脆性材料共有的屬性。因此，工程中常用鑄鐵等脆性材料作受壓桿件，而不用作受拉桿件。

軸向拉伸和壓縮時的強度計算(1）極限應(yīng)力、許用應(yīng)力與安全系數(shù)應(yīng)力

材料喪失工作能力時的應(yīng)力稱為極限應(yīng)力。脆性材料的極限應(yīng)力是其強度極限σ

b,塑性材料的極限應(yīng)力是其屈服極限σs

。

為了保證構(gòu)件的安全可靠，需要一定的強度儲備，應(yīng)將材料的極限應(yīng)力除以大于1的安全系數(shù)n，作為材料的許用應(yīng)力，用

[σ]表示。對于塑性材料有對于脆性材料式中nb、ns是與屈服極限或抗拉強度相對應(yīng)的安全系數(shù)。

(2）拉（壓）桿的強度計算

為了保證拉（壓）桿可靠地工作，必須使桿內(nèi)的最大工作應(yīng)力不超過材料的許用應(yīng)力。于是，得到構(gòu)件軸向拉伸或壓縮的強度條件

產(chǎn)生最大正應(yīng)力的截面稱為危險截面，適中的FN

和A分別是危險截面的軸力和橫截面面積。第2節(jié)剪切與擠壓2.1剪切與擠壓的概念1.剪切剪切變形是桿件的基本變形之一。工程實際中的鉚釘連接、螺紋連接、鍵連接等，都是剪切變形的實例。下面以鉚釘連接為例，說明剪切變形的概念。

鉚釘連接如圖2-9(a）所示，當(dāng)兩個被連接的鋼板沿水平方向承受外力F

作用時，外力通過鋼板傳到鉚釘桿上，使鉚釘桿的左上側(cè)面和右下側(cè)面受力，如圖2-9(b）所示。這時鉚釘桿的上半部分和下半部分在外力作用下分別

向左和向右移動，沿截面m-m

發(fā)生相對錯動。這就是剪切變形，如圖29(c）所示。截面m-m

稱為剪切面。剪切面上與截面相切的內(nèi)力稱為剪力，用FQ

表示。

(a）鉚釘連接（b）鉚釘桿受力（C）鉚釘桿沿m-m截面發(fā)生相對錯動圖2-9鉚釘連接2.1.2擠壓

一般情況下，連接件在發(fā)生剪切變形的同時，它與連接件傳力的接觸面上將受到較大的壓力作用，從而出現(xiàn)局部變形，這種現(xiàn)象稱為擠壓。如圖2-10所示鉚釘連接中，上鋼板孔左側(cè)左側(cè)與鉚釘桿上部左側(cè)，下鋼板孔右側(cè)與鉚釘下部右側(cè)相互擠壓。擠壓面上所受的力稱為擠壓力．用Fp表示。圖2-10擠壓變形第3節(jié)圓軸扭轉(zhuǎn)

1.扭轉(zhuǎn)的概念扭轉(zhuǎn)變形也是桿件的一種基本變形。在工程實際中，有很多以扭轉(zhuǎn)變形為主的桿件。例如，如圖2-11所示為汽車方向盤操縱桿，如圖2-12所示為載重汽車的傳動軸。圖2-11汽車方向盤操縱桿圖2-12汽車傳動軸

分析以上受扭桿件的特點，桿件的兩端受到大小相等、轉(zhuǎn)向相反且作用平面垂直于桿軸線的力偶的作用，致使桿件各橫截面都繞桿軸線發(fā)生相對轉(zhuǎn)動，桿件表面的縱向線將變成螺旋線。

作用于垂直桿軸平面內(nèi)的力偶使桿引起的變形，稱扭轉(zhuǎn)變形。變形后桿件各橫截面之間繞桿軸線相對轉(zhuǎn)動了一個角度，稱為扭轉(zhuǎn)角，用表示，直軸的扭轉(zhuǎn)變形如圖2-13所示。以扭轉(zhuǎn)變形為主要變形的直桿稱為軸。2外力偶矩的計算

工程中常用的傳動軸是通過轉(zhuǎn)動傳遞動力的構(gòu)件，其外力偶矩一般不是直接給出的，通常已知軸所傳遞的功率和軸的轉(zhuǎn)速。根據(jù)理論力學(xué)中的公式，可導(dǎo)出外力偶矩、功率和轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系為:圖2-13直軸的扭轉(zhuǎn)變形式中：M

e——外力偶矩，單位N·m；P——傳遞的功率，單位kw

；

n——傳遞的功率，單位r/min。3圓軸橫截面上的應(yīng)力

工程中要求對受扭桿件進行強度計算，根據(jù)扭矩T(內(nèi)力偶矩，可通過截面法求得）確定橫截面上各點的切應(yīng)力。在討論扭轉(zhuǎn)的應(yīng)力和變形之前，對于切應(yīng)力和切應(yīng)變的規(guī)律以及二者關(guān)系的研究非常重要。下面分析實心圓軸推導(dǎo)切應(yīng)力在橫截面上的分布規(guī)律。

取一實心圓軸，在其表面等距離地畫上圓周線和縱向線，如圖2-15(a）所示。然后在圓軸兩端施加一對大小相等、方向相反的扭轉(zhuǎn)力偶矩M產(chǎn)使圓軸產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形，如圖2-15(b）所示觀察到圓軸表面上各圓周線的形狀、大小和間距均末改變，僅是繞圓軸線作了相對轉(zhuǎn)動，各縱向線均傾斜了一微小角度。圖2-15

（a)（b)變形的情況：

(1）各圓周線的形狀、大小及圓周線之間的距離均無變化：各圓周線繞軸線轉(zhuǎn)動了不同的角度。

(2）所有縱向線仍近似地為直線，只是同時傾斜了同一角度。

扭轉(zhuǎn)變形的平面假設(shè)：圓軸扭轉(zhuǎn)時，橫截面保持平面，并且只在原地發(fā)生剛性轉(zhuǎn)動。在平面假設(shè)的基礎(chǔ)上，扭轉(zhuǎn)變形可

以看做是各橫截面像剛性平面一樣，繞軸線作相對轉(zhuǎn)動。由此可以得出：

(l)扭轉(zhuǎn)變形時，由于圓軸相鄰橫截面間的距離不變，即圓軸沒有縱向變形發(fā)生，所以橫截面上沒有正應(yīng)力。

(2)扭轉(zhuǎn)變形時，各縱向線同時傾斜了相同的角度：各橫截面繞軸線轉(zhuǎn)動了不同的角度，相鄰截面產(chǎn)生了相對轉(zhuǎn)動并相互錯動，發(fā)生了剪切變形，所以橫截面上有切應(yīng)力。如圖2-16所示可知切應(yīng)力的分布規(guī)律：橫截面上某一點的切應(yīng)力與該點到圓心的距離成正比，圓心處切應(yīng)力為零：圓周上切應(yīng)力最大，切應(yīng)力沿半徑成直線規(guī)律分布。圖2-16圓軸橫截面切應(yīng)力分布圖(a）實心圓軸圖(b）空心圓軸根據(jù)切應(yīng)力的分布規(guī)律，可推出圓軸扭轉(zhuǎn)時其截面上最大切應(yīng)力的計算公式:式中：:——最大切應(yīng)力，單位MPa

；T——扭矩，單位N·mm；Wn——抗扭截面模量，單位mm3

。

第4節(jié)直梁彎曲4.1平面彎曲在工程中常遇到這樣一類直桿，當(dāng)它們受到垂直于桿軸的外力，或在通過桿軸的平面內(nèi)受到外力偶作用時，將發(fā)生彎曲變形。以彎曲變形為主的桿件稱為梁。梁在工程中有著廣泛的應(yīng)用，如圖2-17、圖2-18、圖2-19所示的陽臺挑梁、橋式吊車梁、車軸都是梁的實例。圖2-17陽臺挑梁圖圖2-18橋式吊車梁圖2-19車軸工程中最常見的梁，其橫截面通常都采用對稱形狀，如矩形、工字形、T字形及圓形等，其橫截面上至少具有一條對稱軸，且梁上所有的外力均作用在包含對稱軸與軸線的縱向?qū)ΨQ平面內(nèi)。在這種情況下，梁變形時其軸線將彎曲成一條平面曲線，這條曲線處在外力所在的同一縱向?qū)ΨQ面內(nèi)。梁變形后的軸線所在平面與外力所在縱向平面相重合的這種彎曲稱為平面彎曲。平面彎曲是彎曲變形中最基本的情況．也是工程中最常見的。在工程實際中，梁的支座情況和載荷的作用形式是復(fù)雜多樣的，為了便于研究，常對梁作一些簡化。根據(jù)簡化后梁的支座形式，我們將梁分成下述三種基本形式。(l）懸臂梁：梁的一端為固定端，另一端為自由端．如圖2-20(a）所示。(2）簡支梁：梁的一端為固定的鉸鏈支座，另一端為活動鉸鏈支座，如圖2-20(b）所示。

(3）外伸梁：梁的支座形式與簡支梁相同，但梁的一端（或兩端）向支座外伸出，并在外伸端有載荷作用，如圖2-20(c）所示。（a)懸臂梁（b)簡支梁（c)外伸梁4.2純彎曲的正應(yīng)力

觀察梁彎曲時的變形情況，如圖2-21所示。取一矩形截面直梁，在梁的表面問上橫向線a-b

、c-d

和縱向線1-1、2-2

（圖2-21(a)）。彎曲變形后，1-1、2-2仍為直線，且與梁軸線正交，縱向線成為兩段圓弧線，其中a-b

縮短，c-d

伸長（圖2-21(b)）。（a)彎曲變形前（b)彎曲變形后圖2-21梁彎曲時的變形情況設(shè)想梁是由平行于軸線的眾多纖維組成，在純彎曲過程中各纖維之間互不擠壓，只發(fā)生伸長和縮短變形。由此可知，當(dāng)梁彎曲時，上層纖維縮短，下層纖維拉長，中間附近有一層纖維既不縮短又不伸長，這一層纖維稱為中性層，中性層與橫截面的交線稱為中性軸，由于整體變形的對稱性，中性軸由與縱向?qū)ΨQ面垂直（圖2-21(c)）。由此可知，梁在彎曲時，上層纖維受到壓力的作用，即受壓應(yīng)力：下層纖維受拉力作用，即受拉應(yīng)力：中性層既不受壓也不受拉，應(yīng)力則為零。

(c)中性層與中性軸圖2-21梁彎曲時的變形情況對稱截面的應(yīng)力的大小與到中性軸的距離成正比，越靠近邊緣，纖維的變形量越大，邊緣的應(yīng)力值最大，其最大正應(yīng)力可用下面的公式進行計算

式中：σmax——橫截面上的最大正應(yīng)力（MPa）；

Mmax——作用在橫截面上的最大彎矩（N?mm）；Wz

——抗彎截面模量（mm3）。梁彎曲時橫截面上的應(yīng)力為拉應(yīng)力或壓應(yīng)力，均為正應(yīng)力，且應(yīng)力在截面上的分布不均勻，分布規(guī)律如圖2-28所示。圖2-28彎曲時橫截面正應(yīng)力分布規(guī)律

第5節(jié)組合變形構(gòu)件的受力情況分為基本受力（或基本變形）形式（如中心受拉或受壓，扭轉(zhuǎn)，平面彎曲,剪切）和組合受力（或組合變形）形式。在前面各章分別討論了桿件在拉伸(擠壓)、剪切、扭轉(zhuǎn)和彎曲基本變形時的應(yīng)力和強度計算。工程實際中桿件在荷載作用下所發(fā)生的變形，經(jīng)常是兩種或兩種以上基本變形的組合，這種變形稱為組合變形。

例如圖2-29(a)所示鉆床立柱AB承受軸力F引起的拉伸和彎曲的拉彎組合變形。如圖2-29(b)所示傳動軸AB承受力偶M引起的扭轉(zhuǎn)和力F1

、F2引起的彎曲，是彎扭組合變形。（a)鉆床立柱（b）傳動軸圖2-29組合變形第6節(jié)交變應(yīng)力和疲勞強度6.1交變應(yīng)力的幣既念在工程實際中，還經(jīng)常遇到隨時間做周期性變化的載荷，這種載荷稱為交變載荷。在交變載荷作用下，桿件內(nèi)各點應(yīng)力也隨時間作周期性的變化。

例如車輛的輪軸（圖2-24（a)）受到外力作用后產(chǎn)生純彎曲變形，現(xiàn)研究跨中截面上最外緣任一點A處的應(yīng)力情況（圖2-24(b)）。隨著輪軸的轉(zhuǎn)動，當(dāng)A點處于位置1時，其正應(yīng)力為最大拉應(yīng)力;當(dāng)A點處于位置2時，正應(yīng)力為零：當(dāng)A點處于位置3時，其正應(yīng)力為最大壓應(yīng)力；當(dāng)A點處于位置4時，應(yīng)力又為零?？梢姡谲囕v輪軸不斷轉(zhuǎn)動的過程中，A點處的應(yīng)力不斷地變化。這種隨時間作周期性變化的應(yīng)力，稱為交變應(yīng)力。（a)(b)圖2-24交變應(yīng)力

若以時間t為橫坐標，以應(yīng)力σ為縱坐標，就可繪出承受交變應(yīng)力的桿件內(nèi)任一點處的應(yīng)力隨時間作周期性變化的曲線。我們把應(yīng)力值從σmax變到σmin

，再從σmin

變到σmax的過程稱為一個應(yīng)力循環(huán)。交變應(yīng)力循環(huán)中最小應(yīng)力與最大應(yīng)力的比值，稱為循環(huán)特征，用r

表示，即

r=-1的應(yīng)力循環(huán)為對稱循環(huán)；r≠-1的應(yīng)力循環(huán)為非對稱循環(huán)．其中r=O的應(yīng)力循環(huán)為脈動循環(huán)。6.2桿件的疲勞破壞6.2.1疲勞破壞的概念

疲勞破壞是機械零件失效的主要原因之一，約有80％以上機械零件的失效屬于疲勞破壞。實踐表明金屬材料在交變應(yīng)力的作用下，桿件所承受的應(yīng)力雖然低于靜載荷作用下的抗拉強度，甚至低于屈服強度，但經(jīng)過較長一段時間的工作會產(chǎn)生裂紋或發(fā)生突然斷裂，金屬的這種破壞過程稱為疲勞破壞。由于疲勞破壞總是使桿件在一定時間內(nèi)失效，危害性很大，所以需要引起我們的高度重視。

6.2.2疲勞破壞特征

(1）構(gòu)件內(nèi)的最大應(yīng)力遠小于材料的靜應(yīng)力強度極限就發(fā)生突然的破壞。(2）塑性材料在交變應(yīng)力作用下，沒有顯著的塑性變形就發(fā)生突然的斷裂。(3）疲勞破壞的斷日，明顯地呈現(xiàn)光滑和粗糙的兩個區(qū)域。第7節(jié)壓桿穩(wěn)定7.1壓桿穩(wěn)定的概念在前面討論壓桿的強度問題時，認為只要滿足直桿受壓時的強度條件，就能保證壓桿的正常工作。這個結(jié)論只適用于短粗壓桿。而細長壓桿在軸向壓力作用下，其破壞的形式與強度問題截然不同。

例如，一根長300mm的鋼制直桿，其橫截面的寬度為11mm，厚度為0.6mm，材料的抗壓許