wCh0102L緒論總論課件

第一章緒論§1-1機(jī)械及機(jī)械設(shè)計(jì)§1-2本課程的內(nèi)容、性質(zhì)與任務(wù)§1-3特點(diǎn)及學(xué)習(xí)方法概論螺紋聯(lián)接軸轂聯(lián)接帶傳動齒輪傳動蝸桿傳動鏈傳動軸滑動軸承滾動軸承聯(lián)軸器和離合器機(jī)械設(shè)計(jì)§1-1機(jī)械及機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械――機(jī)器和機(jī)構(gòu)的總稱。

一、機(jī)械、機(jī)器和機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)

構(gòu)件

零件機(jī)器｛通用零件專用零件本課程中“設(shè)計(jì)”的含義是指機(jī)械裝置的實(shí)體設(shè)計(jì)，涉及零件的應(yīng)力、強(qiáng)度的分析計(jì)算，材料的選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，考慮加工工藝性、標(biāo)準(zhǔn)化以及經(jīng)濟(jì)性、環(huán)境保護(hù)等。構(gòu)件：為完成同一使命而協(xié)同工作的許多零件的組合。零件：組成機(jī)器的不可拆的基本單元（即制造的基本單元）。如：滾動軸承、聯(lián)軸器。機(jī)械零件常用泛指零件和構(gòu)件用途專用零部件：只在一定類型機(jī)器中使用的零件，如曲軸。通用零部件：各種機(jī)器中普遍使用的零部件，如齒輪、螺栓。標(biāo)準(zhǔn)件：制定了國家標(biāo)準(zhǔn)，并由專門工廠生產(chǎn)的零部件

如：滾動軸承、螺栓等。機(jī)器的組成：原動部分傳動部分執(zhí)行部分輔助系統(tǒng)（比如潤滑、顯示、照明等)控制部分二、課程的目標(biāo)1、掌握通用零件的設(shè)計(jì)原理、設(shè)計(jì)方法和機(jī)械設(shè)計(jì)的一般規(guī)律;2、掌握典型零件的實(shí)驗(yàn)方法；3、具有運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和設(shè)計(jì)資料進(jìn)行設(shè)計(jì)工作的能力。4、了解機(jī)械方案設(shè)計(jì)、現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論與方法。

涉及面廣關(guān)系多─與諸多先修課關(guān)系密切。要求多─設(shè)計(jì)一個(gè)機(jī)器或零件時(shí)，應(yīng)同時(shí)滿足強(qiáng)度、剛度、耐磨性、工藝、等各方面的要求。公式多─除了定義式以外，對于大多數(shù)公式著重于公式的應(yīng)用，不強(qiáng)調(diào)公式的推導(dǎo)。圖表多─要求能看懂、會用，了解適用的范圍和變化趨勢。

實(shí)踐性強(qiáng)─不能單純靠理論公式還要用經(jīng)驗(yàn)或半經(jīng)驗(yàn)公式，具體數(shù)據(jù)有時(shí)要進(jìn)行圓整或取標(biāo)準(zhǔn)值

設(shè)計(jì)問題無統(tǒng)一答案-----重視結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，便于加工、裝配和維修本課程的特點(diǎn)

§1-3本課程的特點(diǎn)及學(xué)習(xí)方法課程的設(shè)置：課程實(shí)驗(yàn)：6學(xué)時(shí)課堂理論教學(xué)：7～18周，42學(xué)時(shí)。

1、螺栓強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)(2學(xué)時(shí))2*、帶傳動實(shí)驗(yàn)(2學(xué)時(shí))

3、軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)(2學(xué)時(shí))4、齒輪減速箱拆裝實(shí)驗(yàn)(2學(xué)時(shí))

設(shè)計(jì)實(shí)踐（課程設(shè)計(jì)）：2～2.5周。§2.1機(jī)械設(shè)計(jì)的基本要求第二章機(jī)械設(shè)計(jì)總論1.使用要求3.勞動保護(hù)要求4.環(huán)境保護(hù)要求5.可靠性要求1、強(qiáng)度、剛度、耐磨

性等2、結(jié)構(gòu)工藝性要求3、經(jīng)濟(jì)性要求（材料、質(zhì)量）4、零件的可靠性要求2.經(jīng)濟(jì)性要求一、設(shè)計(jì)機(jī)器的基本要求：零件應(yīng)滿足的要求：二、機(jī)械零件的設(shè)計(jì)方法2.經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)3.模型實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)4.現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法：可靠性設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)式驗(yàn)算式｛許用應(yīng)力法安全系數(shù)法優(yōu)化設(shè)計(jì)1.理論設(shè)計(jì)｛三、機(jī)械設(shè)計(jì)的一般程序

1、機(jī)器設(shè)計(jì)的一般程序

市場調(diào)研可行性研究原理方案設(shè)計(jì)技術(shù)設(shè)計(jì)試制試驗(yàn)小批生產(chǎn)試銷投產(chǎn)設(shè)計(jì)任務(wù)書定出最佳方案裝配圖零件圖技術(shù)文件樣機(jī)評價(jià)改進(jìn)考核工藝性收集用戶意見產(chǎn)品銷售

1）建立零件的受力模型，確定零件的計(jì)算載荷2）選擇零件的類型與結(jié)構(gòu)3）選擇零件的材料4）按可能的失效形式確定零件的計(jì)算準(zhǔn)則，并確

定零件的基本尺寸，加以標(biāo)準(zhǔn)化和圓整5）零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)6）繪制零件的工作圖，并編寫計(jì)算說明書

2、機(jī)械零件設(shè)計(jì)的一般步驟一、工作能力失效：零件由于某種原因喪失正常工作能力。工作能力：機(jī)械零件抵抗失效的能力。影響工作能力的因素主要有：強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性、耐磨性以及溫度等。§2.2機(jī)械零件設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的問題1、強(qiáng)度強(qiáng)度：零件抵抗斷裂、塑變、疲勞破壞的能力。方法：1）或2）S——安全系數(shù)，S＞1S↑：安全，浪費(fèi)材料S↓：經(jīng)濟(jì)，不安全擠壓強(qiáng)度及剛度準(zhǔn)則２、剛度

剛度是指機(jī)械零件在載荷作用下抵抗彈性變形的能力。如果零件的剛度不足，有些零件則會因?yàn)楫a(chǎn)生過大的彈性變形而失效。

例如：機(jī)床主軸的彈性變性過大將會影響所加工工件的精度。零件材料的彈性模量E越大，則其剛度越大。３、振動穩(wěn)定性

當(dāng)作用在零件上的周期性外力的變化頻率接近或等于零件的自激振動頻率（固有頻率）時(shí)，便發(fā)生共振，導(dǎo)致零件失效。這種現(xiàn)象稱之為“失去振動穩(wěn)定性”。耐磨性計(jì)算４、摩擦學(xué)（耐磨性計(jì)算）

到目前為止對于磨損失效還沒有一個(gè)完善的計(jì)算方法。通常只進(jìn)行條件性計(jì)算，通過限制影響磨損的主要因素防止產(chǎn)生過大的磨損量。

即壓強(qiáng)不超過許用值p≤［p］速度不超過許用值v≤［v］壓強(qiáng)與速度乘積不超過許用值pv

≤［pv

］注：限制p

值就是間接的限制因摩擦而產(chǎn)生的熱量，防止溫度過高。二、材料選擇及結(jié)構(gòu)工藝性1.合理地選擇材料（如教材表2－1）2.機(jī)械零件要有良好的工藝性（如教材表2－2）三、標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、系列化零部件標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、系列化的優(yōu)越性：1.減輕設(shè)計(jì)工作量、縮短設(shè)計(jì)周期和降低費(fèi)用；2.便于批量生產(chǎn)、降低成本、保證質(zhì)量；3.具有互換性，便于維修；4.可使技術(shù)條件、試驗(yàn)方法和驗(yàn)收等標(biāo)準(zhǔn)化，有利于改進(jìn)和提高產(chǎn)品質(zhì)量，以及擴(kuò)大和開發(fā)新產(chǎn)品?！?-3機(jī)械零件的強(qiáng)度及其設(shè)計(jì)準(zhǔn)則失效：零件由于某種原因喪失正常工作能力1、主要失效形式：1）整體斷裂2）過大的變形（彈性變形、殘余變形）3）零件的表面失效4）破壞正常工作條件引起的失效2、零件設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：1）強(qiáng)度準(zhǔn)則2）剛度準(zhǔn)則3）耐磨性準(zhǔn)則4）振動準(zhǔn)則機(jī)械零件的計(jì)算準(zhǔn)則一、載荷和應(yīng)力1、載荷靜載荷變載荷按是否隨時(shí)間變化，載荷分為：按是否考慮動載荷的影響，載荷分為：載荷和應(yīng)力2名義載荷：在理想平穩(wěn)條件下所受的載荷（不考慮動載荷的影響）由原動機(jī)的額定功率推算出的載荷。計(jì)算載荷＝載荷系數(shù)K×名義載荷（代表機(jī)器或零件實(shí)際所受載荷）載荷系數(shù)K：用于計(jì)入在實(shí)際工作中受到的各種動載荷的影響。靜載荷：指大小、作用位置和方向不隨時(shí)間變化或變化緩慢的載荷。2應(yīng)力應(yīng)力靜應(yīng)力變應(yīng)力機(jī)械零件的計(jì)算準(zhǔn)則（1）穩(wěn)定變應(yīng)力

1)對稱循環(huán)變應(yīng)力

2)非對稱循環(huán)變應(yīng)力（2）不穩(wěn)定變應(yīng)力a、

有規(guī)律變應(yīng)力b、隨機(jī)循環(huán)變應(yīng)力a、脈動b、泛指3、穩(wěn)定循環(huán)變應(yīng)力的基本參數(shù)和種類

（1)基本參數(shù)

應(yīng)力循環(huán)特性最大應(yīng)力最小應(yīng)力平均應(yīng)力應(yīng)力幅循環(huán)應(yīng)力靜應(yīng)力非對稱循環(huán)變應(yīng)力脈動循環(huán)變應(yīng)力對稱循環(huán)變應(yīng)力a)b)c)d)（2)穩(wěn)定循環(huán)變應(yīng)力種類：r=–1——對稱循環(huán)變應(yīng)力

r=0——脈動循環(huán)變應(yīng)力-1<

r<+1——不對稱循環(huán)變應(yīng)力

r=+1——靜應(yīng)力

注意：靜應(yīng)力只能由靜載荷產(chǎn)生，而變應(yīng)力可能由變載荷產(chǎn)生，也可能由靜載荷產(chǎn)生名義應(yīng)力——由名義載荷產(chǎn)生的應(yīng)力計(jì)算應(yīng)力——由計(jì)算載荷產(chǎn)生的應(yīng)力

（3）名義應(yīng)力和計(jì)算應(yīng)力在變應(yīng)力下，零件的主要失效形式為：疲勞破壞強(qiáng)度準(zhǔn)則二、靜應(yīng)力的強(qiáng)度計(jì)算強(qiáng)度條件有兩種表示方法：≤＝用安全系數(shù)：用應(yīng)力：≥式中：—計(jì)算最大應(yīng)力—極限應(yīng)力—計(jì)算安全系數(shù)—許用應(yīng)力—許用安全系數(shù)機(jī)械零件的計(jì)算準(zhǔn)則整體強(qiáng)度（體積強(qiáng)度）：按體積應(yīng)力計(jì)算的；如拉壓彎扭應(yīng)力等。表面強(qiáng)度：按表面應(yīng)力計(jì)算的強(qiáng)度稱表面強(qiáng)度。強(qiáng)度條件：

或

1、單向應(yīng)力下的塑性零件

在靜應(yīng)力下工作的零件，其可能的失效形式是塑性變形或斷裂。材料種類不同，所取極限應(yīng)力也不同。塑性材料單向應(yīng)力狀態(tài)下：，復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)下：按第二或第四強(qiáng)度理論計(jì)算當(dāng)量應(yīng)力。

2、復(fù)合應(yīng)力時(shí)的塑性材料零件（1）按第三或第四強(qiáng)度理論對彎扭復(fù)合應(yīng)力進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算由第三強(qiáng)度理論（最大剪應(yīng)力理論）由第四強(qiáng)度理論：（最大變形能理論）

（2）復(fù)合應(yīng)力計(jì)算安全系數(shù)為：考慮到σs=2τs※

3、脆性材料與低塑性材料

（1)單向應(yīng)力狀態(tài)

強(qiáng)度條件：或

或

失效形式：斷裂

單向應(yīng)力狀態(tài)下：

，復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)下：按第一強(qiáng)度理論計(jì)算當(dāng)量應(yīng)力。

脆性材料按第一強(qiáng)度條件：

（最大主應(yīng)力理論）

注意：低塑性材料（低溫回火的高強(qiáng)度鋼）—強(qiáng)度計(jì)算應(yīng)計(jì)入應(yīng)力集中的影響脆性材料（鑄鐵）—強(qiáng)度計(jì)算不考慮應(yīng)力集中一般工作期內(nèi)應(yīng)力變化次數(shù)<103（104）按靜應(yīng)力強(qiáng)度計(jì)算（2)復(fù)合應(yīng)力下工作的零件三、機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度計(jì)算（一）、變應(yīng)力作用下機(jī)械零件的失效特征3、疲勞破壞的機(jī)理：損傷的累積4、影響因素：不僅與材料性能有關(guān)，變應(yīng)力的循環(huán)特性，

應(yīng)力循環(huán)次數(shù)，應(yīng)力幅都對疲勞極限有很大影響。

1、失效形式：疲勞（破壞）（斷裂）

2、疲勞破壞特征：

（1）斷裂過程：①產(chǎn)生初始裂紋（應(yīng)力較大處）②裂紋尖端在切應(yīng)力作用下，反復(fù)擴(kuò)

展，直至產(chǎn)生疲勞裂紋。

（2）斷裂面：

①光滑區(qū)（疲勞發(fā)展區(qū)）

②粗糙區(qū)（脆性斷裂區(qū)）

（3）無明顯塑性變形的脆性突然斷裂

（4）破壞時(shí)的應(yīng)力（疲勞極限）遠(yuǎn)小于材料的屈服極限

（二）、材料的疲勞曲線和極限應(yīng)力圖——疲勞極限，循環(huán)變應(yīng)力下應(yīng)力循環(huán)N次后材料不發(fā)生疲勞破壞時(shí)的最大應(yīng)力稱為材料的疲勞極限疲勞壽命（N）——材料疲勞失效前所經(jīng)歷的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N1、疲勞曲線：應(yīng)力循環(huán)特性一定時(shí)，材料的疲勞極限與應(yīng)力循環(huán)次數(shù)之間關(guān)系的曲線No—循環(huán)基數(shù)

—持久極限

不同或

N不同時(shí)，疲勞極限則不同。在疲勞強(qiáng)度計(jì)算中，?。健?/p>

可以看出：隨N的增大而減小。但是當(dāng)N超過某一循環(huán)次數(shù)No

時(shí)，曲線趨于水平。即不再隨N的增大而減小。

(2)無限壽命區(qū)——持久極限對稱循環(huán)：脈動循環(huán)：(3）疲勞曲線方程(1）有限壽命區(qū)當(dāng)N<103(104)—低周循環(huán)，疲勞極限接近于屈服極限，按靜強(qiáng)度計(jì)算當(dāng)N>103(104)——高周循環(huán)疲勞當(dāng)時(shí)

隨循環(huán)次數(shù)↑疲勞極限↓——壽命系數(shù)∴疲勞極限幾點(diǎn)說明：

①No

:硬度≤350HBS鋼，No=107

≥350HBS鋼，

No=(10～25)x107

注意：有色金屬和高強(qiáng)度合金鋼沒有無限壽命區(qū)。

有色金屬(無水平部分)，規(guī)定當(dāng)No>25x107時(shí),近似為

無限壽命區(qū)②m—隨應(yīng)力狀態(tài)而不同的指數(shù)，與應(yīng)力與材料的種類有關(guān)。

鋼m=9——拉、彎應(yīng)力、剪應(yīng)力m=6——接觸應(yīng)力

青銅m=9——彎曲應(yīng)力m=8——接觸應(yīng)力③應(yīng)力循環(huán)特性r越大，材料的疲勞極限與持久極限越大，對零

件強(qiáng)度越有利。對稱循環(huán)（應(yīng)力循環(huán)特性=-1）最不利2、材料的疲勞極限應(yīng)力圖——同一種材料在不同的應(yīng)力循環(huán)特性下的疲勞極限圖（圖）

對任何材料（標(biāo)準(zhǔn)試件）而言，對不同的應(yīng)力循環(huán)特性下有不同的持久極限，即每種應(yīng)力循環(huán)特性下都對應(yīng)著該材料的最大應(yīng)力=

，再由應(yīng)力循環(huán)特性可求出和、以為橫坐標(biāo)、為縱坐標(biāo)，即可得材料在不同應(yīng)力循環(huán)特性下的極限和的關(guān)系圖如圖A′B——脆性材料所示。塑性材料類似，可用折線代替。曲線上的點(diǎn)對應(yīng)著不同應(yīng)力循環(huán)特性下的材料疲勞極限A′——對稱疲勞極限點(diǎn)

D′——脈動疲勞極限點(diǎn)B——強(qiáng)度極限點(diǎn)(靜應(yīng)力點(diǎn))

C——屈服極限點(diǎn)

上各點(diǎn)：如果不會疲勞破壞上各點(diǎn)：如果不會屈服破壞

折線以內(nèi)為疲勞和塑性安全區(qū)，折線以外為疲勞和塑性失效區(qū)，工作應(yīng)力點(diǎn)離折線越遠(yuǎn)，安全程度愈高。材料的簡化極限應(yīng)力線圖，可根據(jù)材料三個(gè)試驗(yàn)數(shù)據(jù)而作出

對稱極限點(diǎn)

強(qiáng)度極限點(diǎn)

脈動疲勞極限點(diǎn)

屈服極限點(diǎn)簡化極限應(yīng)力線圖：——簡化極限應(yīng)力圖作法：考慮材料的最大應(yīng)力不超過疲勞極限，得及延長線考慮塑性材料的最大應(yīng)力不超過屈服極限，得注:

直線上任一點(diǎn)極限應(yīng)力的求法可用直線方程求解。直線A

G

的方程：直線G

C的方程：

—為試件受循環(huán)彎曲應(yīng)力時(shí)的材料常數(shù)，表示材料對循環(huán)不對稱的敏感程度。其值由試驗(yàn)確定。對碳鋼，對合金鋼

也可計(jì)算：

-1—對稱循環(huán)疲勞極限

0—脈動循環(huán)疲勞極限例1在圖示極限應(yīng)力圖上，工作點(diǎn)D和E為斜齒輪軸上的兩種應(yīng)力工作點(diǎn)。試在圖中標(biāo)出對應(yīng)的極限應(yīng)力點(diǎn)，并說明分別會出現(xiàn)什么形式的破壞？要點(diǎn)分析：（1）斜齒輪軸上即承受彎矩，又承受扭矩，為轉(zhuǎn)軸，所以軸上各點(diǎn)應(yīng)力循環(huán)特性r=常數(shù)，D﹑E兩點(diǎn)對應(yīng)的極限應(yīng)力點(diǎn)分別是OD,OE與極限應(yīng)力線的交點(diǎn)D

、E′。（2）r=常數(shù)時(shí)，OAG區(qū)域內(nèi)工作應(yīng)力點(diǎn)的失效形式為疲勞失效，OGC區(qū)域內(nèi)工作應(yīng)力點(diǎn)的失效形式為屈服失效，其極限應(yīng)力均為

s。解：

如圖示D點(diǎn)對應(yīng)的極限應(yīng)力點(diǎn)為D′，

E

點(diǎn)對應(yīng)的極限應(yīng)力點(diǎn)為E′。

D點(diǎn)會出現(xiàn)疲勞失效，E點(diǎn)會出現(xiàn)

屈服失效（塑性變形）。

填空題

例2某材料的對稱循環(huán)疲勞極限σ-1=350MPa,屈服極限σS=550MPa,強(qiáng)度極限σB=750MPa,循環(huán)基數(shù)N0=5×106,m=9,當(dāng)對稱循環(huán)次數(shù)N分別為5×104、5×105、5×107次時(shí)，極限應(yīng)力分別為

、

、

。由于實(shí)際機(jī)械零件與標(biāo)準(zhǔn)試件之間在絕對尺寸、表面狀態(tài)、應(yīng)力集中、環(huán)境介質(zhì)等方面往往有差異，這些因素的綜合影響使零件的疲勞極限不同于材料的疲勞極限，其中尤以應(yīng)力集中、零件尺寸和表面狀態(tài)三項(xiàng)因素對機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度影響最大。

3、影響機(jī)械零件疲勞強(qiáng)度的主要因素和零件極限應(yīng)力圖(1)應(yīng)力集中的影響——有效應(yīng)力集中系數(shù)

零件受載時(shí)，在幾何形狀突變處（圓角、凹槽、孔等）要產(chǎn)生應(yīng)力集中，對應(yīng)力集中的敏感程度與零件的材料有關(guān)，一般材料強(qiáng)度越高，硬度越高，對應(yīng)力集中越敏感

——無應(yīng)力集中的疲勞極限——有應(yīng)力集中的疲勞極限注：當(dāng)同一剖面上同時(shí)有幾個(gè)應(yīng)力集中源時(shí)，應(yīng)采用其中最大的有效應(yīng)力集中系數(shù)進(jìn)行計(jì)算。

(2)零件尺寸的影響——尺寸系數(shù)

由于零件尺寸愈大時(shí)，材料的晶粒較粗，出現(xiàn)缺陷的概率大，而機(jī)械加工后表面冷作硬化層相對較薄，所以對零件疲勞強(qiáng)度的不良影響愈顯著

表面質(zhì)量系數(shù)β零件加工的表面質(zhì)量（主要指表面粗糙度）對疲勞強(qiáng)度的影響

鋼的越高，表面愈粗糙，β愈低

強(qiáng)化處理——淬火、滲氮、滲碳、熱處理、拋光、噴丸、滾壓等冷作工藝注：對零件進(jìn)行不同的強(qiáng)化處理，對零件疲勞強(qiáng)度的影響(3）表面狀態(tài)的影響

∵應(yīng)力集中，零件尺寸和表面狀態(tài)只對應(yīng)力幅有影響，而對平均應(yīng)力無影響——可通過試驗(yàn)而得

(4）綜合影響系數(shù)綜合影響系數(shù)一般，鋼的強(qiáng)度越高，越大。因此，對高強(qiáng)度鋼，必須注意減小應(yīng)力集中和提高表面質(zhì)量?！慵臉O限應(yīng)力圖可繪制零件極限應(yīng)力圖已知ABDC0A1B1（，）

零件極限應(yīng)力圖的方程表達(dá)式0ABDC4.穩(wěn)定變應(yīng)力時(shí)零件的疲勞強(qiáng)度已知工作應(yīng)力點(diǎn)M（，）(1).對稱循環(huán)變應(yīng)力(r=-1)安全系數(shù)與強(qiáng)度條件:0工作應(yīng)力點(diǎn)M（0,σa）極限應(yīng)力點(diǎn)（0,σmax）(2)對稱循環(huán)變化、復(fù)合應(yīng)力對塑性材料，如按第三強(qiáng)度理論進(jìn)行計(jì)算，如彎扭復(fù)合應(yīng)力，可近似取則強(qiáng)度條件是：已知工作應(yīng)力點(diǎn)M（，）0(3)非對稱循環(huán)變應(yīng)力找極限應(yīng)力點(diǎn)（，）（1）簡單加載r=C（2）復(fù)雜加載

（3）復(fù)雜加載0（,）因?yàn)閞=C當(dāng)r=C｝求、0（,）ADC（,）≥[S]靜強(qiáng)度計(jì)算--疲勞強(qiáng)度計(jì)算。σae—等效應(yīng)力幅（,）0ADC注１：等效應(yīng)力幅0（,）如果r=-1,注2:應(yīng)力的等效轉(zhuǎn)化（４）非對稱循環(huán)變化、復(fù)合應(yīng)力a)對塑性材料，S按公式2-18計(jì)算，而SσSτ需按公

式2-20計(jì)算。b）疲勞強(qiáng)度計(jì)算：當(dāng)N<N0時(shí)，則公式中

應(yīng)乘以壽命系數(shù)例題、一零件用合金鋼制成，其危險(xiǎn)截面上的最大工作應(yīng)力

max=240MPa，最小工作應(yīng)力

min=-40MPa，該合金鋼的機(jī)械性能

-1=450MPa，

s=800MPa，

=0.1，

b=900MPa。零件危險(xiǎn)截面的系數(shù)為K

=1.3，

=0.78，

=1，要求：

（1）繪制材料的簡化極限應(yīng)力圖；

（2）求極限值，，；

（3）取[s]=1.3，校核此軸是否安全。解：（1）

0=818.2MPa，A(0,400)，D(409.1，409.1)，C(800，0)，（2）

max=

α+

m=240

min=

m-

α=-40所以：

m=100MPa

α=140MPa工作應(yīng)力點(diǎn)位于OAE區(qū)域：

ADEC

α

m45

=1.85>1.3

結(jié)論：此軸安全(5)單向不穩(wěn)定變應(yīng)力時(shí)零件的疲勞強(qiáng)度a.疲勞損傷累積假說Minger法則：在規(guī)律性不穩(wěn)定循環(huán)應(yīng)力中各應(yīng)力的作用下，損傷是獨(dú)立進(jìn)行的，并且可以線性地累積成總損傷。當(dāng)各應(yīng)力的壽命損傷率之和等于1時(shí)，則會發(fā)生疲勞破壞。對零件的損傷率損傷率極限條件安全工作=1極限條件安全工作條件b、等效穩(wěn)定變應(yīng)力

在上圖中不穩(wěn)定變應(yīng)力也可以用疲勞效果等同的等效穩(wěn)定變應(yīng)力來等效替代各應(yīng)力的作用，一般可選各應(yīng)力中數(shù)值較大或作用時(shí)間較長的變應(yīng)力作為等效應(yīng)力，如在圖中選

則對應(yīng)的等效循環(huán)次數(shù)Ne，例1.345鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)后的性能為σ-1=307MPa,m=9,No=5×106,以此材料作試件進(jìn)行實(shí)驗(yàn),先以對稱循環(huán)變應(yīng)力σ1=500MPa作用104次，再以σ2=400N/mm2作用于試件，求還能循環(huán)多少次才會使試件破壞。要點(diǎn)分析：這是屬于不穩(wěn)定變應(yīng)力作用下的疲勞強(qiáng)度計(jì)算問題，應(yīng)根據(jù)疲勞

損傷累積假說（Miner定理）進(jìn)行計(jì)算：按計(jì)算。

解：由疲勞強(qiáng)度極限應(yīng)力曲線方程

得

由知

還能循環(huán)