交變應力與疲勞

1、tttttt應力循環(huán)應力循環(huán)maxminSSr maxminSSminmaxSSr minmaxnSS晶粒晶粒裂紋擴展路徑裂紋擴展路徑疲勞試樣疲勞試樣應力壽命曲線應力壽命曲線O每一應力水平只有一個試樣的數(shù)據(jù)每一應力水平只有一個試樣的數(shù)據(jù)O每一應力水平有一組試樣的數(shù)據(jù)每一應力水平有一組試樣的數(shù)據(jù)兩種試驗的應力壽命曲線兩種試驗的應力壽命曲線OO每一應力水平有每一應力水平有一組試樣的數(shù)據(jù)一組試樣的數(shù)據(jù)每一應力水平只有每一應力水平只有 一個試樣的數(shù)據(jù)一個試樣的數(shù)據(jù)截面突變處的應力集中現(xiàn)象截面突變處的應力集中現(xiàn)象11fSSK1S1S) 1(1tfKqKKt理論應力集中因數(shù)，可查表確定理論應力集中因數(shù)，可

2、查表確定q 材料對應力集中的敏感系數(shù)材料對應力集中的敏感系數(shù)1d1SSd1S1S尺寸因數(shù)尺寸因數(shù) 11SS1S1S表面加工質(zhì)量因數(shù)表面加工質(zhì)量因數(shù) 1fd1K1fd1K 無限無限壽命區(qū)壽命區(qū)有限壽命區(qū)有限壽命區(qū) nn maxf1mad1xKnmaxf1mad1Knx根據(jù)光滑小試樣的應力壽命曲線根據(jù)光滑小試樣的應力壽命曲線 估算疲勞壽命估算疲勞壽命根據(jù)零件試驗所得到的應力壽命曲線根據(jù)零件試驗所得到的應力壽命曲線 估算疲勞壽命估算疲勞壽命規(guī)則的變幅交變應力規(guī)則的變幅交變應力不規(guī)則的變幅交變應力不規(guī)則的變幅交變應力變幅交變應力變幅交變應力無限壽命設計的不合理性無限壽命設計的不合理性S1構(gòu)件壽命的消耗

3、過程構(gòu)件壽命的消耗過程在在S1下消耗的壽命下消耗的壽命n1, 占總壽命占總壽命N1的比：的比：n1/N1在在S2下消耗的壽命下消耗的壽命n2, 占總壽命占總壽命N2的比：的比：n2/N2應力由高到低應力由高到低構(gòu)件壽命的消耗過程構(gòu)件壽命的消耗過程在在S1下消耗的壽命下消耗的壽命n1, 占總壽命占總壽命N1的比：的比：n1/N1在在S2下消耗的壽命下消耗的壽命n2, 占總壽命占總壽命N2的比：的比：n2/N2應力由低到高應力由低到高2211NnNn111NnWW 222NnWWkkkNnWW111NnWW 222NnWWkkkNnWW11kiiiNniiNn11kiiiNn111NnNNikii

4、kiiiNnNN111TTiiNnNnkiiiNnNN111NniTTiiNnNnTTiiNnNnniT 一個周期內(nèi)某個應力水平一個周期內(nèi)某個應力水平Si下的循環(huán)數(shù)；下的循環(huán)數(shù)；NT 一個周期內(nèi)所有應力水平下的循環(huán)總數(shù)。一個周期內(nèi)所有應力水平下的循環(huán)總數(shù)。450 12 000380 80 000510 3 000480 ?450 12 000380 80 000510 3 000480 ?144332211NnNnNnNn144332211NnNnNnNn疲勞試驗結(jié)果的分散性疲勞試驗結(jié)果的分散性標準離差與可靠性的關系標準離差與可靠性的關系 標準離差標準離差 在高斯概率分布規(guī)律下，試驗點在高斯概

5、率分布規(guī)律下，試驗點的應力值與平均曲線上對應的應力值相差的應力值與平均曲線上對應的應力值相差8時時稱為一個標準離差稱為一個標準離差(standard deviation)21!1212133640621112p7p5p3pp nnuuuuuRnnn21!1212133640621112p7p5p3pp nnuuuuuRnnnRf1d1CKSSaRf1SCKSn 判斷應力是否隨著時間的變化而變化判斷應力是否隨著時間的變化而變化 軸固定；輪子可在軸軸固定；輪子可在軸上轉(zhuǎn)動。請判斷什么情上轉(zhuǎn)動。請判斷什么情形下軸將發(fā)生疲勞破壞？形下軸將發(fā)生疲勞破壞？軸軸輪輪 判斷應力是否隨著時間的變化而變化判斷應力是否隨著時間的變化而變化 軸與輪子固結(jié)成一體轉(zhuǎn)動。軸與輪子固結(jié)成一體轉(zhuǎn)動。請判斷什么情形下軸將不發(fā)請判斷什么情形下軸將不發(fā)生疲勞破壞？生疲勞破壞？輪輪軸軸 設計過程要盡量避免或減少產(chǎn)生應設計過程要盡量避免或減少產(chǎn)生應 力集中的因素力集中的因素 役前檢測與在役檢測役前檢測與在役檢測？ 圓盤構(gòu)件圓盤構(gòu)件初始裂紋初始裂紋初始裂紋初始裂紋 怎樣制止裂紋怎樣制止裂紋