机械零件的强度教学培训PPT汇总.ppt

一、单向应力下的塑性材料零件 强度条件： 或 复合应力计算安全系数为： 按第一强度条件： （最大主应力理论） 注意：低塑性材料（低温回火的高强度钢） —强度计算应计入应力集中的影响 脆性材料（铸铁） —强度计算不考虑应力集中 一般工作期内应力变化次数103（104）按静应力强度计算 1、失效形式：疲劳 2、疲劳破坏特征： 1）断裂过程：①产生初始裂纹 （应力较大处） ②裂纹尖端在切应力作用下，反复扩 展，直至产生疲劳裂纹。 2）断裂面：①光滑区（疲劳发展区） ②粗糙区（脆性断裂区） 3）无明显塑性变形的脆性突然断裂 4）破坏时的应力（疲劳极限）远小于材料的屈服极限 几点说明： 2、材料的疲劳极限应力图同一种材料在不同的应力循环特性下的疲劳极限图（ 图） 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 曲线上的点对应着不同应力循环特性下的材料疲劳极限 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 脉动疲劳极限点 屈服极限点 简化极限应力线图：——简化极限应力图 作法：考虑材料的最大应力不超过疲劳极限，得 及延长线 考虑塑性材料的最大应力不超过屈服极限，得 5）等效应力幅 注意： 1）若零件所受应力变化规律不能肯定，一般采用 γ =C的情况计算 2）上述计算均为按无限寿命进行零件设计，若按有限寿命要求设计零件时，即应力循环次数103(104)NNo时，这时上述公式中的极限应力应为有限寿命的疲劳极限 ，即应以σ-1N 代σ-1 ，以σoN代σo 3）当未知工作应力点所在区域时，应同时考虑可能出现的两种情况 4）对切应力上述公式同样适用，只需将σ改为τ即可。 五、双向稳定变应力时的疲劳强度计算 1、对称循环稳定变应力 当零件剖面上同时作用着相位相同的纵向和切向对称循环，稳定变应力σa和τa时，经试验后极限应力关系为 σa, τa ——同时作用正应力和切应力的应力幅极限值（σ , τ同时作用 ） σ-1e , τ-1e ——为零件对称循环正应力和切应力时疲劳极限（σ , τ单独作用） 在以 的坐标系中为一个单位圆 ∴圆弧AM‘B任何一点即代表一对极限应力σ a 和τa ，如果工作应力点M（ ）在极限圆以内，则是安全的。M点所对应的极限应力点M 确定时，一般认为 比值不变（多数情况如此），∴ M 点在OM直线的延长线上，如图所示M 强度条件为： ——零件只受对称循环切应力时的安全系数 ——零件只受对称循环正应力时的安全系数 §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 计算依据：弹性力学的赫兹公式 1、接触应力 a)两圆柱体接触 b)两球接触 ρΣ——综合曲率半径 说明：1）圆柱体 ，球 ∴σHmax与F不呈线性关系 3）同样的p1、p2下，内接触时ρΣ较小， σHmax较小，约为外接触时的48%，∴重载情况下，采用内接触，有利于提高承载能力或降低接触副的尺寸。 2）圆柱体