疲勞與斷裂第二章應(yīng)力疲勞1ppt課件

1、實(shí)際零構(gòu)件實(shí)際零構(gòu)件 缺口缺口 應(yīng)力集中應(yīng)力集中 疲勞性能下降。疲勞性能下降。典型載荷塊：典型載荷塊：“100100起落起落”，“萬公里萬公里”，“年等。年等?？傋V是典型塊的重復(fù)?？傋V是典型塊的重復(fù)。SN(起落次數(shù)起落次數(shù))100200某飛機(jī)主輪轂實(shí)測(cè)載荷譜滑行滑行滑行拐彎拐彎著陸著陸載荷譜分實(shí)測(cè)譜和設(shè)計(jì)譜。載荷譜分實(shí)測(cè)譜和設(shè)計(jì)譜。設(shè)計(jì)壽命期內(nèi)的設(shè)計(jì)壽命期內(nèi)的載荷總譜。載荷總譜。SS1S2S30nnD0n1D1N1ABAB確定載荷譜，選取擬用的應(yīng)力水平；確定載荷譜，選取擬用的應(yīng)力水平；選用適合構(gòu)件使用的選用適合構(gòu)件使用的S-NS-N曲線；曲線；計(jì)算在應(yīng)力水平計(jì)算在應(yīng)力水平Si下循環(huán)下循環(huán)ni次

2、的損傷：次的損傷： Di=ni/Ni；計(jì)算總損傷計(jì)算總損傷 D=ni/Ni；若若D1，則應(yīng)降低應(yīng)力水平或縮短使用壽命。，則應(yīng)降低應(yīng)力水平或縮短使用壽命。解：解： 假定載荷假定載荷P時(shí)的應(yīng)力水平為時(shí)的應(yīng)力水平為Si=200MPa。 由由S-N曲線得到曲線得到Ni, 計(jì)算損傷計(jì)算損傷Di，列入表中。，列入表中。可知，若取可知，若取S=200MPa, D=1.751,發(fā)生疲勞破壞。發(fā)生疲勞破壞。再取再取S=150MPa, 算得：算得： D=0.981, 可達(dá)設(shè)計(jì)壽命。可達(dá)設(shè)計(jì)壽命。載荷載荷Pi ni(106) P 0.05 0.8P 0.1 0.6P 0.5 0.4P 5.0 總損傷總損傷 D= D

3、i= ni/Ni=1.75Si (MPa) 200 160 120 80Di=ni/Ni0.0800.1020.2881.280Ni (106) 0.625 0.976 1.736 3.30615012090601.1111.7363.0866.9440.0450.0580.1620.7190.98設(shè)由使用經(jīng)驗(yàn)知構(gòu)件在設(shè)由使用經(jīng)驗(yàn)知構(gòu)件在B譜下的壽命為譜下的壽命為NB，那么：，那么：Nn NQBiiBB()DnNiiNn NQAiiAA()待求的另一相似構(gòu)件在待求的另一相似構(gòu)件在A譜下的壽命為譜下的壽命為NA，又有：，又有：NQn NNn Nn NAAABBA ()( / ) /( / )許多

4、改進(jìn)設(shè)計(jì)，可以借鑒過去原型的使用經(jīng)驗(yàn)；許多改進(jìn)設(shè)計(jì)，可以借鑒過去原型的使用經(jīng)驗(yàn)；間接考慮了載荷譜型、作用次序及材料分散性的間接考慮了載荷譜型、作用次序及材料分散性的影響；故相對(duì)影響；故相對(duì)MinerMiner理論預(yù)測(cè)精度好，應(yīng)用廣泛。理論預(yù)測(cè)精度好，應(yīng)用廣泛。恒幅載荷恒幅載荷隨機(jī)載荷譜？隨機(jī)載荷譜？變幅載荷變幅載荷Miner計(jì)數(shù)法計(jì)數(shù)法載荷載荷0t正變程正變程負(fù)變程負(fù)變程峰峰谷谷St0典型譜段典型譜段雨流計(jì)數(shù)法雨流計(jì)數(shù)法要求典型段要求典型段從最大峰或從最大峰或谷處起止。谷處起止。01122雨流計(jì)數(shù)典型段雨流計(jì)數(shù)典型段不失一般性。不失一般性。ABCDEFGHIJA024-2-4tSABCDEFG

5、HIJA024-2-4S第一次雨流第一次雨流BCEFGHIJE024-2-4SB第二次雨流第二次雨流FGIJ024-2-4第三次雨流第三次雨流FI記下流過的最大峰、谷值，為一循環(huán)，讀出記下流過的最大峰、谷值，為一循環(huán)，讀出 S, SmS, Sm。刪除雨滴流過部分，對(duì)剩余歷程重復(fù)雨流計(jì)數(shù)。刪除雨滴流過部分，對(duì)剩余歷程重復(fù)雨流計(jì)數(shù)。ABCDEFGHIJA024-2-4S第一次雨流第一次雨流BCEFGHIJE024-2-4SB第二次雨流第二次雨流FGIJ024-2-4第三次雨流第三次雨流FI雨流計(jì)數(shù)結(jié)果雨流計(jì)數(shù)結(jié)果循環(huán)循環(huán)變程變程均值均值EHE70.5BCB4 1ADA90.5FGF3-0.5IJI2-1雨流計(jì)數(shù)是二參數(shù)計(jì)數(shù)，結(jié)果均為全循環(huán)。雨流計(jì)數(shù)是二參數(shù)計(jì)數(shù)，結(jié)果均為全循環(huán)。典型段計(jì)數(shù)后的重復(fù)，只需考慮重復(fù)次數(shù)即可。典型段計(jì)數(shù)后的重復(fù)，只需考慮重復(fù)次數(shù)即可。若轉(zhuǎn)換時(shí)若轉(zhuǎn)換時(shí) R不變，不變， N1、N2可用相同的可用相同的S-N曲線曲線 SmN=C 表示時(shí)，等損傷轉(zhuǎn)換條件為：表示時(shí)，等損傷轉(zhuǎn)換條件為： n2=n1(N2/N1)=n1(S1/S2)m. 計(jì)數(shù)后的多級(jí)載荷，如何簡化到有限的載荷級(jí)？計(jì)數(shù)后的多級(jí)載荷，如何簡化到有限的載荷級(jí)？不同載荷間轉(zhuǎn)換的原則不同載荷間轉(zhuǎn)換的原則: : 損傷等效。損傷等效。將將S1下循環(huán)下循環(huán)n1次的載荷，轉(zhuǎn)換成次的載荷，轉(zhuǎn)換成S2下循環(huán)下循環(huán)