第三章 机械零件的强度课件.pptVIP

同一种材料在不同的应力循环特性下的疲劳极限图（σm-σa图） * * 第三章 机 械 零 件 的 强 度 §3-1 材料的疲劳特性 疲劳极限 塑性材料 变应力 静应力 脆性材料 应力循环特性 σa σmax σmin σm t σ 材料的疲劳特性用最大应力σmax、应力循环次数N、循环特 性r 通过曲线进行描述 在一定的r下疲劳极限与应力循环次数关系曲线 无限寿命 静应力 低 周 疲 劳 高周疲劳 （二）等寿命曲线 →极限应力图 以 为横坐标、 为纵坐标，得到材料在不同应力循环特性下的极限 和 的关系图 0 在工程应用中，常 用直线来近似替代。 以σ-1 、σ0、 σs的值就可以绘制极限 应力近似图。 A’ G’ C D’ 折线A’G’C’即是零件材料的极限应力曲线 极限应力图的意义： 材料中发生的应力如处于OA‘G’C区域以内，则表示不发 生破坏；如在区域以外则表示一定要发生破坏；如正好在折 线上则表示工作应力正好达到极限状态。 直线A’G’的方程可由已知两点坐标A’（0，σ-1）和D ’ （σ0/2、 σ0/2 ）求得。 直线CG‘的方程： 0 A’ G’ D’ C kσ - 零件的有效应力集中系数 εσ - 零件的尺寸系数 Βσ - 零件的表面质量系数 βq - 零件的强化系数 Kσ——弯曲疲劳极限的综合影响系数 零件应力图的绘制： 0 降低极限应力幅,不影响平均应力 零件的极限应力图 （ , ） （一）单向稳定变应力时零件的疲劳强度计算 已知工作应力点M（ ， ） 找极限应力点M’ （ ， ） 1、r=C的情况 寻找一个其应力比与零件工作应力的应力比相同的极限应力值。 0 0 （ , ） ｝ 求 、 过坐标原点引射线通过工作点，与极限应力曲线交于M‘，在该射线上任何一个点所代表的应力循环都具有相同的应力比。 （ , ） ≥S 对于M’点，其疲劳强度计算 对于N’点，可能发生屈服失效，按静强度计算 ≥S 2、σm=C的情况 需要找到一个其平均应力与零件工作应力的平均应力相同的 极限应力。 0 （ , ） N （ , ） 在MM’线上的强度条件： 在NN’线上的强度条件仍按静强度条件进行： 3、σmin= C 的情况 0 （ , ） N （ , ） 在MM’线上的强度条件为 在NN’线上的强度条件： （二）单向不稳定变应力时零件的疲劳强度 非规律性不稳定变应力 不稳定变应力 规律性不稳定变应力 统计疲劳强度方法处理 疲劳损伤累积假说 对零件的损伤率 ＋ ＋ 损伤率 ＜1 =1 安全工作 极限条件 根据 不稳定变应力时的极限条件为： 安全条件： 在单向不稳定变应力时的疲劳强度计算公式： （三）双向稳定变应力时疲劳强度计算 M D C （ ， ） （ ， ） 七、提高零件疲劳强度的措施 1、降低应力集中 2、提高表面质量 3、采用强化工艺 4、采用高强度材料 §3-4 机械零件的接触强度 高副零件工作时，理论上是点接触或线接触→实际上由于接触部分的局部弹性变形而形成面接触→由于接触面积很小，使表层产生的局部应力却很大。该应力称为接触应力。在表面接触应力作用下的零件强度称为接触强度 球体外接触 圆柱体内接触 ρ2 ρ1 圆柱体外接触 B ρ2 ρ1 初始疲劳裂纹 断裂 油 剥落的金属 扩展的裂纹 小坑 F F ρΣ——综合曲率半径 b)两球接触 a)两圆柱接触