C10动载荷与交变应力.ppt

强度条件为 扭转强度条件为 代入（a）式 （a） 例题6 如图所示圆杆上有一个沿直径的贯穿圆孔,不对称交变弯矩为Mmax＝5Mmin＝512N·m.材料为合金钢,sb＝950MPa,s-1＝430MPa,yσ＝0.2. 圆杆表面经磨削加工.若规定安全因数n＝2,ns＝1.5,试校核此杆的强度. 解: （1）计算圆杆的工作应力 m m M φ2　　 截面m－m φ40　　 M （2）确定因数Kσ,εσ,β. 按照圆杆的尺寸 由图11.9a中曲线6查得, 当 时 由表11.1查得 由表11.2查得 表面经磨削加工的杆件, （3）疲劳强度校核 规定的安全因数为n＝2. nσn,所以疲劳强度是足够的. （4）静强度校核 因为r＝0.20，所以需要校核静强度 最大应力对屈服极限的工作安全因数为 所以静强度也是满足的. 10.5.3 弯扭组合交变应力的强度计算 弯扭组合对称循环下的强度条件 其中 是单一弯曲对称循环下的安全因数 是单一扭转对称循环下的安全因数 例题7 阶梯轴的尺寸如图所示.材料为合金钢,sb=900MPa, s-1=410MPa,t-1=240MPa.作用于轴上的弯矩变化于-1000N·m到+1000N·m之间,扭矩变化于0到1500N·m之间.若规定安全因数n=2,试校核轴的疲劳强度. R5 T T M M φ50 φ60 0.4 0.4 解: （1）计算轴的工作应力. 首先计算交变弯曲正应力及其循环特征 其次计算交变扭转切应力及其循环特征 （2）确定各种因数 根据 由图11.8b查得 由图11.8d查得 由于名义应力smax是按照轴直径等于50mm计算的,所以尺寸因数也应按照轴直径等于50mm来确定 由表11.1查得 由表11.2查得 对合金钢取 （3）计算弯曲工作安全因数ns和扭转工作安全因数nt （4）计算弯扭组合交变应力下,轴的工作安全因数nst 所以满足疲劳强度条件 10.6 提高构件抗冲击和疲劳的措施 10.6.1 提高抗冲击的措施 提高构件抗冲击能力的措施：前面的分析表明，冲击时构件中动应力的大小与动荷载系数有关，所以，要提高构件的抗冲击能力，主要从降低冲击动荷系数着手。 从动荷系数的计算公式(10-4)可知，被冲击构件的静位移愈大，动荷系数愈小。这是因为产生较大静位移的构件，其刚度较小，能吸收较多的冲击能量，从而增大构件的缓冲能力。所以，减小构件刚度可以达到降低冲击动应力的目的。但是，如果采用缩减截面尺寸的方法来减小构件刚度，则又会使应力增大，其结果未必能达到降低冲击动应力的目的。因此，工程上往往是在受冲击构件上增设缓冲装置，如缓冲弹簧、橡胶垫、弹性支座等。这样既能减小整体刚度，又不增大构件中的应力。 10.6.2 提高疲劳强度的措施 提高构件的疲劳强度，就是提高构件各部位的许用应力范围。由式(11-12)画出各类构件和连接的-N曲线，比较图中各类别的[]-N曲线可知，类别号越低，疲劳强度越高。为了提高构件的疲劳强度，在设计和制造构件时，应尽量选择类别号较低的构件和连接的设计形式和制造工艺。 因为疲劳裂纹大多发生在有应力集中的部位、焊缝及构件表面，所以，一般来说，提高构件疲劳强度应从减缓应力集中、提高加工质量等方面入手: (1) 合理设计构件形状，减缓应力集中。构件上应避免出现有内角的孔和带尖角的槽；在截面变化处，应使用较大的过渡圆角或斜坡；在角焊缝处，应采用坡口焊接。 (2) 选择合适的焊接工艺，提高焊接质量。要保证较高的焊接质量，最好的方法是采用自动焊接设备。 (3) 提高构件表面质量。制造中，应尽量降低构件表面的粗糙度；使用中，应尽量避免构件表面发生机械损伤和化学损伤(如腐蚀、锈蚀等)。 (4) 增加表层强度。适当地进行表层强化处理，可以显著提高构件的疲劳强度。如采用高频淬火热处理方法，渗碳、氮化等化学处理方法，滚压、喷丸等机械处理方法。这些方法在机械零件制造中应用较多。 (5) 采用止裂措施。当构件上已经出现了宏观裂纹后，可以通过在裂尖钻孔、热熔等措施，减缓或终止裂纹扩展，提高构件的疲劳强度。 本章结束 * * * * * 当轴在1 s内停车时，由例3知 可见刹车时的 将增加很多。对于轴的强度非常不利，应尽量避免突然刹车卡死。 例：重量为Q的物体以水平速度v撞在等截面刚架的端点C，刚架的EI已知，试求动荷因数。 例 题： 图示钢索下端挂重 G=50 kN 的物体，其上端绕于可自由转动的滑轮上，物体以 v=1 m/s 匀速下降，当钢索长度 l=20 m 时，将滑轮突然制