机械零件强度..pptVIP

一、单向应力下的塑性零件 强度条件： 或 说明： ③ 应力循环特性越大，材料的疲劳极限与持久极限越大，对零件强度越有利。 对称循环（应力循环特性=-1）最不利 二、材料的疲劳极限应力线图 （ 图,等寿命曲线） 同一种材料在不同的应力循环特性下的疲劳极限图 A′B曲线上的点对应着不同应力比下的材料疲劳极限 上各点： 如果 不会疲劳破坏 上各点： 如果 不会屈服破坏 对称极限点 强度极限点 脉动疲劳极限点 屈服极限点 作法：考虑材料的最大应力不超过疲劳极限，得 及延长线（反向延长） 考虑材料的最大应力不超过屈服极限，得 * * 第三章 机械零件的强度 §3—1 载荷与应力的分类 一、载荷的分类 1）循环变载荷 a) 稳定循环变载荷 b) 不稳定循环变载荷 2）随机变载荷 静载荷 变载荷： 载荷：1）名义载荷 2）计算载荷 随机变应力 静应力 规律性不稳定变应力 二、应力的分类 1、应力种类 变应力： 不稳定变应力： 稳定循环变应力 2、稳定循环变应力的基本参数和种类 a) 基本参数 应力循环特性 (应力比) 最大应力 最小应力 平均应力 应力幅 b) 稳定循环变应力种类： -1 γ+1——不对称循环变应力 γ =+1 —— 静应力 γ = –1 ——对称循环变应力 γ = 0 —— 脉动循环变应力 注意：静应力只能由静载荷产生，而变应力可能由变载荷产生，也可能由静载荷产生 名义应力——由名义载荷产生的应力 计算应力——由计算载荷产生的应力 3）名义应力和计算应力 § 3—2 静应力时机械零件的强度计算 二、复合应力时的塑性材料零件 按第三或第四强度理论对弯扭复合应力进行强度计算 由第三强度理论 （最大剪应力理论） 由第四强度理论： （最大变形能理论） 一、?-N疲劳曲线 描述参数：最大应力、应力循环次数、应力比 1)AB段(N103)：按静强度计算 2)BC段(～104)：低周疲劳极限 应变疲劳 本课程不讨论 1),2) §3-3 材料的疲劳特性 应力比r 一定时，材料的疲劳极限与应力循环次数之间关系的曲线 材料的抗疲劳特性是试验测得的，用该材料的标准试件来做试验 3）CD段：有限寿命疲劳阶段 讨论CD段：疲劳曲线方程（用N0和 代替ND和 ） 4）D以后段：无限寿命疲劳阶段 ∴疲劳极限 ——寿命系数 N0 —循环基数 — 持久疲劳极限 ① 对于钢材： N0 取(1～10)?106 m =6～20 初步计算时： 中等尺寸零件： m =9， N0 ＝5?106 大尺寸零件： m =9， N0 ＝107 ——疲劳极限。循环变应力下应力循环N次后材料不发生疲劳破坏时的最大应力,称为材料的疲劳极限 以 为横坐标、 为纵坐标，即可得材料在不同应力循环特性下的极限 和 的关系图 各点对应不同的最大应力和应力比。 A′——对称疲劳极限点 D′——脉动疲劳极限点 B —— 强度极限点 C ——屈服极限点 折线以内为疲劳和塑性安全区，折线以外为疲劳和塑性失效区，工作应力点离折线越远，安全程度愈高。 可根据材料的三个试验数据 和 而作出： 简化极限应力线图 ?OCG’=45°的含义？ 直线方程： 由于实际机械零件与标准试件之间在尺寸与几何形状、加工质量及强化因素等方面往往有差异，使得零件的疲劳极限要小于材料的疲劳极限。 1、应力集中的影响——有效应力集中系数 零件受载时，在几何形状突变处（圆角、凹槽、孔等）要产生应力集中，对应力集中的敏感程度与零件的材料有关，一般材料强度越高，硬度越高，对应力集中越敏感 ——为考虑零件几何形状的理论应力集中系数 ——应力集中源处名义应力 ——材料对应力集中的敏感系数 ——应力集中源处最大应力 §3-4 机械零件的疲劳强度计算 一、影响机械零件疲劳强度的主要因素 2、零件尺寸的影响——尺寸系数 由于零件尺寸愈大时，材料的晶粒较粗，出现缺陷的概率大，而机械加工后表面冷作硬化层相对较薄，所以对零件疲劳强度的不良影响愈显著