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材料疲劳的两种类别 有关概念： 失效——机械零件丧失工作能力或达不到设计要求性能时失效形式（主要）——强度、刚度、耐磨性、振动稳定性、可  靠性等工作能力——零件不发生失效时的安全工作限度承载能力——对载荷而言的工作能力设计准则——考虑零件受强度、刚度、耐磨性、温度等方面影 响以达到零件工作能力要求时的计算准则。其 中满足强度要求是最基本的设计准则。影响零 件强度的主要因素是：载荷和应力 载荷分类 静载荷 ——不随时间变化或变化缓慢的载荷 动载荷—— 随时间变化的载荷 应力分类 静应力——不随时间变化或变化缓慢的应力 变应力——随时着时间变化的应力 变应力的分类： 非对称循环变应力，对称循环变应力，脉动循环变应力。 注：零件承受静载荷时不仅产生静应力，有时也能产生变应力。如：承受静载荷的回转运动或周期性运动的零件将产生变应力。 变应力的五大特性参数： 应力最大值σmax ； 应力最小值σmin；应力平均值σm；应力幅度值σa；应力变化的循环特性r 疲劳曲线 有限寿命区（N N0） 低周循环疲劳区——0N103(104) 疲劳极限接近屈 服极限,几乎与N无关。 高周循环疲劳区——103(104)≤N，疲劳极限随循环次 数的增加而降低。 无限寿命区（N≥N0） 疲劳极限与N无关，呈直线变化。所谓“无限”寿命是指零件承受的变应力水平低于或等于材料的疲劳极限σr，工作应力总循环次数可大于循环基数N0,并不是说永远不会产生破坏。 疲劳曲线 （σ—N或τ—N曲线） 不同应力变化时的循环疲劳极限表示为： 有限寿命区： σrN ，τrN 无限寿命区：σr,τr；σ0、τ0，σ-1、τ-1 103（104）≤N≤N0范围的变化曲线方程为——疲劳方程 即  说明：１、式中，ｍ—为随材料和应力状态而变化的幂指数，钢受弯曲、拉伸、剪切应力时ｍ＝９，钢线接触时ｍ＝６，青铜弯曲应力时ｍ＝９，接触应力时ｍ＝８。  ｋ为寿命系数， 2.循环基数Ｎ０ 据材料性质不同Ｎ０取值也不同。通常金属的Ｎ０取为107，随着材料的硬度↑，Ｎ０↑。具体划分见书P38。有色金属及高强度合金钢的疲劳曲线没有无限寿命区。 ３. 不同循环特性ｒ时的疲劳曲线如图所示，ｒ↑→σrN↑、（τrＮ↑） 极限应力线图 机械零件的疲劳强度计算1 影响机械零件疲劳强度的主要因素 1、 应力集中的影响，影响系数为kσ kτ ——考虑零件几何形状的理论应力集中系数 q——考虑材料应力集中感受程度的敏感系数 2、 尺寸的影响，影响系数为εσ ，ετ 3、 表面状态的影响，影响系数为βσ βτ 综合影响系数 计算时： 1、零件的工作应力幅×综合影响系数（对平均应力影响很小）。 2、零件的极限应力幅÷综合影响系数? 图中： A点,A点——分别为对称循环变应力下疲劳极限点和许用疲劳极限点 B点和B点——分别为脉动循环变应力下疲劳极限点和许用疲劳极限点 E点和E点——分别为简化疲劳极限曲线与屈服极限曲线的交点以及许用疲劳极限曲线与屈服极限曲线的交点 S点——屈服极限点 疲劳极限应力图表明材料或零件在相同循环次数Ｎ和不同循环特性ｒ下的不同疲劳极限。用以以应力大小来判断零件工作的安全区域和失效区域。由实验得出。 机械零件的疲劳强度计算2 解析法求安全系数 工作点M的安全系数求解： 公式中σa 由应力状态决定是已知量，而σaˊ必须求出。通过求解A D二点和A M1ˊ两点直线方程而得到： 对于切应力，同理得： 式中：ψσ ，ψτ——平均应力折合为应力幅的等效系数，其大小表示材料对循环不对称性的敏感程度。例如：碳钢ψσ=0.1∽0.2，合金钢ψσ=0.2∽0.3，所以材料强度↑，则ψσ↑。 将