機(jī)械零件計(jì)算的管理準(zhǔn)則設(shè)計(jì)

第二章機(jī)械零件的計(jì)算準(zhǔn)則及強(qiáng)度計(jì)算沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)教研室張祖立基本要求1、掌握載荷和應(yīng)力的分類、含義及其確定方法2、掌握靜應(yīng)力下零件的強(qiáng)度計(jì)算判據(jù)，計(jì)算應(yīng)力，許用應(yīng)力和安全系數(shù)的確定方法3、了解疲勞現(xiàn)象和疲勞曲線的來源、意義和用途4、了解疲勞損傷積累的概念、意義及其應(yīng)用5、了解疲勞極限線圖的來源、意義和用途，能根據(jù)材料的極限應(yīng)力繪制簡化疲勞極限線圖6、掌握變應(yīng)力下機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)校核計(jì)算方法7、了解接觸疲勞強(qiáng)度的概念和接觸應(yīng)力的計(jì)算方法

重點(diǎn)內(nèi)容1、機(jī)械零件的失效分析2、靜應(yīng)力下機(jī)械零件強(qiáng)度計(jì)算準(zhǔn)則、計(jì)算應(yīng)力、材料極限應(yīng)力和安全系數(shù)的確定3、疲勞現(xiàn)象及其斷口特征、疲勞曲線及其表達(dá)式4、線性疲勞損傷積累理論及其表達(dá)式5、材料極限線圖的功用、常用的簡化疲勞極限線圖的繪制及其數(shù)學(xué)表達(dá)式6、變應(yīng)力下機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度計(jì)算第一節(jié)機(jī)械零件的

主要失效形式及計(jì)算準(zhǔn)則

一、機(jī)械零件的主要失效形式失效的概念

機(jī)械零件在規(guī)定的使用期間內(nèi)，在規(guī)定的條件下，不能完成規(guī)定的功能而喪失工作能力時機(jī)械零件常見的失效形式:

1．整體斷裂

靜強(qiáng)度斷裂——靜應(yīng)力過大產(chǎn)生的

疲勞斷裂——變應(yīng)力的反復(fù)作用下產(chǎn)生的

機(jī)械零件整體斷裂中，80%屬于疲勞斷裂2．表面破壞

表面磨粒磨損、膠合、疲勞點(diǎn)蝕、腐蝕磨損、表面壓潰、表面塑性流動等3．變形量過大

彈性變形塑性變形

4．破壞正常工作條件引起的失效

有些零件只有在一定的工作條件下才能正常地工作。如帶傳動和摩擦輪傳動，高速轉(zhuǎn)動的零件同一種零件發(fā)生失效的形式可能有數(shù)種

齒輪的失效形式有：輪齒折斷、齒面點(diǎn)蝕、齒面膠合、齒面磨損、齒面或齒體塑性變形、齒輪其他部分的破壞主要失效形式將由零件的材料、具體的結(jié)構(gòu)及工作條件等決定工作能力

零件不發(fā)生失效時的安全工作的限度同一種零件可能有數(shù)種不同的失效形式，顯然，起決定作用的將是承載能力中的較小值二、機(jī)械零件的計(jì)算準(zhǔn)則計(jì)算準(zhǔn)則——用于計(jì)算并確定零件基本尺寸的主要依據(jù)常用的計(jì)算準(zhǔn)則有：1．強(qiáng)度準(zhǔn)則

強(qiáng)度是零件在載荷作用下抵抗整體斷裂、表面接觸疲勞及塑性變形的能力

2．剛度準(zhǔn)則

剛度是指零件在載荷作用下抵抗彈性變形的能力3．壽命準(zhǔn)則

影響零件壽命的主要失效形式：腐蝕、磨損、疲勞

腐蝕壽命、磨損壽命沒有提出實(shí)用有效的或通行的定量計(jì)算的方法

疲勞壽命計(jì)算通常是求出使用壽命時的疲勞極限來作為計(jì)算的依據(jù)

4．耐磨性準(zhǔn)則

耐磨性是指磨損過程中材料抵抗脫落的能力

——采用條件性計(jì)算滑動速度低，載荷大時

可只限制工作表面的壓強(qiáng)p

——防止過快磨損滑動速度u

較高時

還要限制摩擦功耗

——防止加劇磨損或膠合高速時

還要限制滑動速度u

——防止加速磨損

5．振動穩(wěn)定性準(zhǔn)則

失穩(wěn)

零件的自振頻率f與激振源的激振頻率fp相等或相接近時，零件發(fā)生共振的現(xiàn)象，即喪失振動穩(wěn)定性振動穩(wěn)定性準(zhǔn)則

使機(jī)器中各零件的自振頻率與激振源的激振頻率錯開6．可靠性準(zhǔn)則設(shè)一批相同零件的件數(shù)為N0，如在t時間后仍有N件在正常地工作，則此零件在工作時間t的可靠度R

零件的可靠度是時間的函數(shù)

如果時間t到t+dt的間隔中，又有dN件零件發(fā)生失效，則在此時間間隔內(nèi)失效的比率式中：l（t）稱為失效率，負(fù)號表示dN的增大將使N減小分離變量并積分，得即浴盆曲線零件或部件的失效率l（t）與時間t的關(guān)系，一般是用試驗(yàn)的方法求得該曲線分為三段：

第Ⅰ段：早期失效階段

失效率由開始的很高的數(shù)值急劇地下降到某一穩(wěn)定的數(shù)值原因是零、部件中所存在的初始缺陷第Ⅱ段：正常使用階段

失效的發(fā)生是隨機(jī)性的，失效率則表現(xiàn)為一常數(shù)

第Ⅲ段：損壞階段

由于長時間的使用而使零件發(fā)生磨損、疲勞等原因，使失效率急劇增加第二節(jié)靜應(yīng)力下機(jī)械零件的強(qiáng)度計(jì)算一、載荷及應(yīng)力的分類1．載荷的分類靜載荷

大小和方向不隨時間變化或變化緩慢的載荷

變載荷

隨時間作周期性變化或非周期性變化的載荷

名義載荷

根據(jù)機(jī)器原動機(jī)的額定功率或穩(wěn)定和理想工作條件下的工作阻力，用力學(xué)公式計(jì)算出作用在零件上的載荷

計(jì)算載荷

載荷系數(shù)K與名義載荷的乘積。

如FC=KF，PC=KP，TC=KT載荷系數(shù)K（或工作情況系數(shù)）

概略估計(jì)實(shí)際載荷隨時間作用的不均勻性、載荷在零件上分布的不均勻性及其他因素的綜合影響

2．應(yīng)力的分類靜應(yīng)力

不隨時間變化或變化緩慢的應(yīng)力，它只能在靜載荷下產(chǎn)生

變應(yīng)力

隨時間變化的應(yīng)力，它可由變載荷產(chǎn)生，也可由靜載荷產(chǎn)生變應(yīng)力穩(wěn)定變應(yīng)力非穩(wěn)定變應(yīng)力非對稱循環(huán)變應(yīng)力脈動循環(huán)變應(yīng)力對稱循環(huán)變應(yīng)力規(guī)律性非穩(wěn)定變應(yīng)力無規(guī)律性非穩(wěn)定變應(yīng)力（隨機(jī)變應(yīng)力）1）變應(yīng)力參數(shù)最大應(yīng)力：σmax

最小應(yīng)力：σmin應(yīng)力循環(huán)特性

用來表示應(yīng)力的變化情況

平均應(yīng)力：應(yīng)力幅：σmaxσmσminσaσatσ2）典型變應(yīng)力及應(yīng)力循環(huán)特性ra）靜應(yīng)力：r=+1變應(yīng)力特例b）非對稱循環(huán)變應(yīng)力r在（+1～-1）間變化σmaxσmσminσaσatσσtσ=常數(shù)c）對稱循環(huán)變應(yīng)力r

=-1σtσaσmaxσmind）脈動循環(huán)變應(yīng)力r

=0σtσaσaσmaxσm二、機(jī)械零件的強(qiáng)度判據(jù)機(jī)械零件的強(qiáng)度判據(jù)的兩種表達(dá)方式1.危險(xiǎn)截面處的最大應(yīng)力小于或等于許用應(yīng)力

2.危險(xiǎn)截面處的實(shí)際安全系數(shù)大于或等于許用安全系數(shù)

三、靜應(yīng)力下機(jī)械零件的強(qiáng)度靜應(yīng)力下，零件的強(qiáng)度失效：塑性變形或斷裂

1．塑性材料制成的零件強(qiáng)度失效：

塑性變形極限應(yīng)力應(yīng)取為材料的屈服極限，即

slim=s

S，t

lim=t

S復(fù)合應(yīng)力時——彎曲正應(yīng)力sb和扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力tT

根據(jù)第三或第四強(qiáng)度理論來確定其強(qiáng)度條件按第三強(qiáng)度理論計(jì)算時近似取按第四強(qiáng)度理論計(jì)算時近似取，可得

或

其中2．脆性材料和低塑性材料的零件強(qiáng)度失效：脆性斷裂極限應(yīng)力應(yīng)取為材料的強(qiáng)度極限，即

s

lim=s

B，t

lim=t

B復(fù)合應(yīng)力時根據(jù)第一或第二強(qiáng)度理論來確定其強(qiáng)度條件組織不均勻的脆性材料（如灰鑄鐵），不考慮應(yīng)力集中組織均勻的低塑性材料（如低溫回火的高強(qiáng)度鋼），應(yīng)考慮應(yīng)力集中四、許用安全系數(shù)與許用應(yīng)力許用安全系數(shù)的選取原則：

在保證機(jī)器安全可靠的前提下，盡可能選用較小的許用安全系數(shù)選擇許用安全系數(shù)要考慮的因素：1）載荷和應(yīng)力的性質(zhì)及計(jì)算的準(zhǔn)確性2）材料的性質(zhì)和材質(zhì)的不均勻性3）零件的重要程度4）工藝質(zhì)量和探傷水平5）運(yùn)行條件（平穩(wěn)、沖擊）6）環(huán)境狀況（腐蝕、溫度）第三節(jié)添對稱蹦循環(huán)穩(wěn)網(wǎng)定變應(yīng)倉力下校機(jī)有械零件混的疲勞毯強(qiáng)度計(jì)病算一、疲勞渾斷裂特征強(qiáng)度失效竿：疲勞斷裂疲勞斷否裂的過洽程：第一階段置形懼成疲勞源第二階打段斗裂紋蠟擴(kuò)展第三階段他發(fā)給生瞬斷截面呈現(xiàn)鄰兩個區(qū)域至：光滑的匆疲勞區(qū)粗糙的脆怨性斷裂區(qū)疲勞破曾壞的特撇點(diǎn)：1）在循猜環(huán)變應(yīng)力承多次反復(fù)診作用下產(chǎn)浪生2）不存絨在宏觀的扭、明顯的惑塑性變形懲跡象3）循環(huán)輩變應(yīng)力遠(yuǎn)擴(kuò)小于材料厘的靜強(qiáng)度屋極限4）對材蓋料的組成臉、零件的滑形狀、尺逝寸、表面介狀態(tài)、使筐用條件和俱外界環(huán)境慨等都非常堆敏感疲勞破援壞的突銜發(fā)生、見高度局匠部性、哭對各種優(yōu)缺陷的挑敏感性嬌，因而畜具有更館大的危焦險(xiǎn)性二、疲碑勞曲線植及疲勞柴極限疲勞極借限srN或trN在循環(huán)昌特性r下的變應(yīng)清力，經(jīng)過N次循環(huán)批后，材禍料不發(fā)現(xiàn)生疲勞叉破壞的敢應(yīng)力最估大值疲勞曲線畜（s—N或t—N曲線）表示循啞環(huán)次數(shù)N與疲勞雀極限之認(rèn)間的關(guān)遷系曲線分成兩個狀區(qū)域：N<N0為有限礎(chǔ)壽命區(qū)N≥N0為無限壽今命區(qū)N0為循環(huán)另基數(shù)1．有限富壽命區(qū)N<103（104）——低款周循環(huán)燙疲勞疲勞極錦限較高鑒，接近屈服極限吩，疲勞極值限幾乎與拋循環(huán)次掛數(shù)的變化無關(guān)低周循濤環(huán)疲勞禽的零件缸，一般叨可按靜特強(qiáng)度計(jì)盼算N≥103（104）——癢高周循勾環(huán)疲勞其中：1注03（104）≤N<N0，疲勞極活限隨循稻環(huán)次數(shù)糖增加而肢降低有限壽命冷設(shè)計(jì)2．無限械壽命區(qū)N≥N0時，疲禽勞曲線漏為水平應(yīng)線N0次循環(huán)抗時的疲艷勞極限糠：sr、tr對稱循環(huán)傷時為s-1、t-1，脈動循禿環(huán)時為s0、t0無限壽肯命設(shè)計(jì)有色金織屬和高秩強(qiáng)度合于金鋼沒構(gòu)有無限妙壽命區(qū)3．循藝環(huán)次數(shù)陪為N時的疲勞移極限疲勞曲伏線方程考式循環(huán)次數(shù)惠為N時的疲崖勞極限壽命系數(shù)4．幾挽個問題蝴的說明（1）循足環(huán)基數(shù)N0及循環(huán)次凱數(shù)N材料性退質(zhì)不同丙，N0值也不園同。鋼禽的硬度陡（強(qiáng)度瓜）愈高鐘，N0值愈大按硬度梢粗略分梨：≤35慢0HB墓S的鋼將，N0≈106~107>350賞HBS的坡鋼，N0≈10×旺107~25×蹲107有色金刊屬N0≈25午×107通常疲勞使極限在107循環(huán)次嶺數(shù)下試渠驗(yàn)得來計(jì)算kN時：取N0=1飛07≤350僚HBS的餡鋼：若N>107，取N=N0=107，kN=1>350陵HBS的吐鋼：若N>25×索107，取N=25×邪107有色金父屬：當(dāng)N>25×吼107時，取N=25靜×107（2）材淋料常數(shù)mm與應(yīng)力概狀態(tài)、撤材料性嘆質(zhì)和熱權(quán)處理方押法有關(guān)m值最好矛根據(jù)具壇體零件背材料的兩疲勞曲記線來確某定m的平均票值為一般計(jì)蠟算：對于鋼嬸，拉應(yīng)圓力、彎朽曲應(yīng)力汪和切應(yīng)沒力時m=9，情接觸應(yīng)力箭時m=6；彩對于青銅芳，彎曲應(yīng)沾力時m=9，改接觸應(yīng)力塔時m=8（3）閉不同循沖環(huán)特性r時的疲勞曲鄉(xiāng)豐線相同材料奶不同r時疲勞曲線宿有相似的孕形狀但r愈大，srN也愈大三、影翼響機(jī)械兇零件疲軋勞強(qiáng)度達(dá)的主要梨因素影響零件儀疲勞強(qiáng)度箭的主要因統(tǒng)素：應(yīng)力集毒中、零哄件尺寸蜓、表面趁狀態(tài)實(shí)際零件戶的疲勞極冬限要小于昆標(biāo)準(zhǔn)試件尖的疲勞極宜限1．應(yīng)力青集中的影跪響應(yīng)力集堆中零件受載雹時，在幾慘何形狀突削變處要產(chǎn)季生很大的盲局部應(yīng)力應(yīng)力集欣中源引起應(yīng)力撇集中的幾亮何不連續(xù)貼因素理論應(yīng)稼力集中預(yù)系數(shù)式中：smax、tmax——應(yīng)可力集中地源處產(chǎn)存生的最灑大正應(yīng)熟力和切兇應(yīng)力；s、t——應(yīng)力岔集中源處壁的名義正同應(yīng)力和切勝應(yīng)力。有效應(yīng)力論集中系數(shù)式中：s-1、t-1——無應(yīng)夠力集中試惰件的對稱亡循環(huán)彎曲宇疲勞極限廁和扭轉(zhuǎn)剪舟切疲勞極捕限；s-1k、t-1k——有應(yīng)蘋力集中試注件的對稱豪循環(huán)彎曲恰疲勞極限巧和扭轉(zhuǎn)剪選切疲勞極病限。理論應(yīng)頓力集中慢系數(shù)與斗有效應(yīng)枯力集中醉系數(shù)的墳關(guān)系式擁：式中：q——敏輔感系數(shù)強(qiáng)度極凍限愈高醉的鋼q值愈大犁，對應(yīng)膠力集中陣愈敏感鑄鐵零張件由結(jié)銷構(gòu)形狀障引起的裕應(yīng)力集型中遠(yuǎn)低倉于內(nèi)部謊組織的就應(yīng)力集浴中，故傳取q=0，店而ks=kt=1強(qiáng)度極房誠限sB/MPa鋼的敏召感系數(shù)2．絕幼對尺寸和的影響影響其他條挖件相同嚴(yán)，零件鴿截面的話絕對尺封寸愈大明，其疲跌勞極限掠愈低原因截面尺秩寸大時薦材料晶寬粒較粗籮，出現(xiàn)唇缺陷的慌概率大御，表面戚加工硬鮮化層相鼻對厚度錄較薄絕對尺寸恩系數(shù)式中：s-1d、t-1d——直徑喇為d的無應(yīng)污力集中荒試件的幅彎曲疲硬勞極限摩和扭轉(zhuǎn)起剪切疲湊勞極限s-1、t-1——無牙應(yīng)力集雄中標(biāo)準(zhǔn)身試件的白對稱循孝環(huán)彎曲券疲勞極心限和扭鵲轉(zhuǎn)剪切嚇疲勞極頁限3．表已面狀態(tài)緒的影響表面狀態(tài)秘系數(shù)式中：s-1b、t-1b——某種假表面質(zhì)量照的試件的端彎曲疲勞賞極限和扭頑轉(zhuǎn)剪切疲良勞極限；s-1、t-1——表面啄拋光試件無bt資料時，來可近似取bs=bt=b鑄鐵對于加燃工后的肢表面狀妥態(tài)很不已敏感，雹故取bs=bt=1鋼的強(qiáng)度瓣極限愈高指，表面愈上粗糙，表躲面狀態(tài)系攻數(shù)愈低。用高強(qiáng)度爆合金鋼制六造的零件觀，其表面趁應(yīng)有較高透的加工質(zhì)娃量。對零件表城面實(shí)行不言同的強(qiáng)化拒處理，如好表面化學(xué)加熱處理、蹲高頻表面鄙淬火、表疾面硬化加團(tuán)工等，均嬸可不同程茫度地提高末零件的疲炭勞強(qiáng)度。4．綜噴合影響慮系數(shù)試驗(yàn)研固究表明籌：應(yīng)力集中弦、絕對尺據(jù)寸和表面?zhèn)蔂顟B(tài)都只縫對變應(yīng)力太的變化部瞇分即應(yīng)力與幅有影響儲，而對變臣應(yīng)力的不秒變部分即緒平均應(yīng)力促沒有明顯司影響綜合影響蜻系數(shù)式中：s-1、t-1——試件粉的對稱循驅(qū)環(huán)彎曲疲孩勞極限和弊扭轉(zhuǎn)剪切蒜疲勞極限s-1e、t-1e——零件的對慨稱循環(huán)彎宿曲疲勞極叉限和扭轉(zhuǎn)族剪切疲勞病極限四、對惠稱循環(huán)香穩(wěn)定變混應(yīng)力下磚零件的三疲勞強(qiáng)撲度計(jì)算以正應(yīng)除力為例賣：對稱循目環(huán)穩(wěn)定仍變應(yīng)力sm=0酬，smax=sa，r=-喜1N0次循環(huán)時確的零件疲葛勞極限為循環(huán)次數(shù)岡為N時零件的屋疲勞極限素為對稱循環(huán)挖穩(wěn)定變應(yīng)液力下零件的疲異勞強(qiáng)度安賞全系數(shù)為例題1一≤3穩(wěn)50H劈燕BS鋼拴制零件掠，sB=77別0MP刪a，sS=40圣0MP割a，s-1=25咱0MP廟a。承受港對稱循環(huán)杏變應(yīng)力，smax=sa=8際0M希Pa。古已知零氧件的ks=1.猴65，es=0夠.81認(rèn)，bs=0切.95乘，N0=1黎07，m=9。湯取[Ss]=薯1.權(quán)5，試閉校核此么零件的死疲勞強(qiáng)襖度。解：1．按駁無限壽途命計(jì)算當(dāng)N>N0時，取N=N0壽命系絮數(shù)零件的暫疲勞強(qiáng)蝦度安全套系數(shù)不安全2．按有欺限壽命計(jì)誤算（取N=106）壽命系數(shù)N=1乓06時零件貝的疲勞搞強(qiáng)度安棟全系數(shù)故安全第四節(jié)挺非對稱冶循環(huán)穩(wěn)定康變應(yīng)力下錯機(jī)械零油件的疲勞表強(qiáng)度計(jì)算一、疲聲勞極限民應(yīng)力圖疲勞極支限應(yīng)力居圖將根據(jù)不蓬同的循環(huán)灑特性試驗(yàn)敏得到的疲據(jù)勞極限數(shù)箭值描繪在sm—sa坐標(biāo)系中械得到的線桶圖塑性材料趟的疲勞極鑄限應(yīng)力圖——近飛似呈拋形物線分曉布曲線上任伙一點(diǎn)的橫餡坐標(biāo)srm和縱坐標(biāo)sra分別為卷材料的借極限平紫均應(yīng)力倒和極限玩應(yīng)力幅A：srm=0，r=-1群，sra=s-1——對稱渡循環(huán)點(diǎn)F：sra=0，r=+1做，srm=sB——靜強(qiáng)類度極限點(diǎn)B：srm=sra=s0/2，r=0戴——脈扎動循環(huán)點(diǎn)疲勞極比限應(yīng)力咸圖的簡菠化在橫坐標(biāo)醫(yī)軸上取屈服極玻限點(diǎn)S（srm=sS），過S點(diǎn)作與萬橫坐標(biāo)屈軸成135沖°直線與AB連線的延哪長線交于E，得折洽線AESAE為材料文的疲勞極限嘆曲線，ES為塑性極限敬曲線ES線上各騾點(diǎn)均為slim=srm+sra=sS試件的工崇作應(yīng)力點(diǎn)旅（sm，sa）處于折店線以內(nèi)時狹，為疲勞和塑硬性安全區(qū)誤。直線AE的方程屬為直線ES的方程為式中：ys——將平降均應(yīng)力折搬合為應(yīng)力抹幅的等效系殊數(shù)對于碳吊鋼ys=0鄭.1~包0.2合金鋼ys=0.褲2~0.孤3二、非對畝稱循環(huán)穩(wěn)伶定變應(yīng)力魂下攜機(jī)械零薪件的疲勞堂強(qiáng)度計(jì)算1．零件碑的疲勞極劍限應(yīng)力圖綜合影響刃系數(shù)只對遲極限應(yīng)力榮幅有影響蛛，壽命系扎數(shù)對極限巨平均應(yīng)力腥和極限應(yīng)控力幅均有棗影響A′E′S折線——軍零件的（冬許用的）狼疲勞極限蹲應(yīng)力圖BASσaσm135°EB

′E

′A

′2．工年作應(yīng)力捎增長規(guī)千律零件的胡極限應(yīng)執(zhí)力點(diǎn)的事位置取家決于工泊作應(yīng)力辛的增長綢規(guī)律1）循藥環(huán)特性r=常數(shù)——簡單加皺載2）平質(zhì)均應(yīng)力sm=常配數(shù)3）最傲小應(yīng)力smin=常數(shù)sm=常木數(shù)smin=常魯數(shù)r=常數(shù)復(fù)雜加載3．簡險(xiǎn)單加載鹿非對稱軌循環(huán)變庸應(yīng)力下賀零件的樓疲勞強(qiáng)舌度計(jì)算簡單加載r=常孩數(shù)，則sa與sm的比值必碗須保持不諒變C點(diǎn)位于OA′E′O疲勞安爛全區(qū)時疲勞極茶限應(yīng)力沒點(diǎn)——OC射線與憤零件疲陶勞極限字曲線的起交點(diǎn)BASσaσm135°EA

′B

′E

′疲勞貝安全吉區(qū)塑性安留全區(qū)直線A′、E′的方程為直線OC′的方程營為聯(lián)立解得C′點(diǎn)的零剖件的疲鬼勞極限典應(yīng)力非對稱伶循環(huán)變像應(yīng)力下零件的疲方勞強(qiáng)度安老全系數(shù)工作應(yīng)力吐點(diǎn)C1位于OE′SO塑性安全庫區(qū)時極限應(yīng)芒力點(diǎn)C1′位于E′S上，極限盡應(yīng)力統(tǒng)為時屈服極限含，可能發(fā)粥生屈服失知效，只需顯進(jìn)行靜強(qiáng)寧度計(jì)算零件的銳屈服強(qiáng)寬度安全浴系數(shù)等效對稱良循環(huán)工作道應(yīng)力比較不對稱循礦環(huán)穩(wěn)定防變應(yīng)力扣下零件的岸疲勞強(qiáng)派度安全磨系數(shù)為非對稱砌循環(huán)變互應(yīng)力下零件的烤疲勞強(qiáng)創(chuàng)度安全撓系數(shù)為可將非棒對稱循喉環(huán)變應(yīng)裂力等效停地轉(zhuǎn)化節(jié)為對稱艙循環(huán)變貞應(yīng)力簡單加載剃情況時的凝等效對稱吐循環(huán)工作蹈應(yīng)力非對稱攤循環(huán)變革應(yīng)力下零件在簡粗單加載情陵況時的疲橋勞強(qiáng)度安斑全系數(shù)又可寫成4.平遵均應(yīng)力為需常數(shù)強(qiáng)度計(jì)算檔公式見書舞24頁式礦（2-4收3）、式幫（2-4挑4）和式塞（2-4慨5）5.蓋最小應(yīng)倦力為常容數(shù)強(qiáng)度計(jì)算根公式見書獲24頁式歡（2-4供6）、式萄（2-4尿7）和式霸（2-4花8）例題2丹一優(yōu)搶質(zhì)碳素結(jié)夢構(gòu)鋼零件舒，調(diào)質(zhì)處助理，sB=56旬0MP渾a，sS=28之0MP流a，s-1=2均00M鍛Pa，凈硬度為枕200昌~23適0HB凱S，受軟循環(huán)變魂應(yīng)力作汪用，smax=1雪55型MPa畢，smin=3洽0M純Pa，r=常數(shù)狂，零件的ks=1.旋65，es=0.8懼1，bs=0.漂95（精蔽車），ys=0.粉2；要求品應(yīng)力循環(huán)朱次數(shù)不低去于5×1評05，如取激[Ss]=1.粥5，試校辭核該零件友的強(qiáng)度。解：1．計(jì)算套平均應(yīng)力sm和應(yīng)力幅sa2．計(jì)算語綜合影響辦系數(shù)Ks3．計(jì)捷算壽命兇系數(shù)kN取m=9（時拉應(yīng)力）帽，N0=107（≤35漆0HB）4．疲褲勞強(qiáng)度倡安全系還數(shù)校核安全5．靜社強(qiáng)度安嬸全系數(shù)望校核故安全本例中奪由于疲菜勞極限艙應(yīng)力圖榆未知，柿不能判瘡定屬何結(jié)種形式神失效，窩故對零似件的疲春勞強(qiáng)度兩和靜強(qiáng)耽度都進(jìn)皂行了校娃核第五節(jié)喚規(guī)律奪性非穩(wěn)盟定變應(yīng)構(gòu)力下謠機(jī)械零罷件的疲蔥勞強(qiáng)度貞計(jì)算一、線性鼠疲勞損傷鐘積累理論當(dāng)材料跪承受高辨于疲勞貪極限的流應(yīng)力時聰，每一浙循環(huán)都擊使材料傷產(chǎn)生一踢定量的巡壽損傷，麗而該損雀傷是可左以積累敢的；當(dāng)瞎損傷積糟累到臨活界值時絨即發(fā)生憐疲勞破庭壞。該理論栗同樣也筋適用于豬零件。線性疲勞僻損傷積累傷理論—喪—Min求er理論材料在各燃個應(yīng)力下鐘的疲勞損臉傷是獨(dú)立滿進(jìn)行的，榨并且總損喘傷是可以糕線性地累蘋加起來。設(shè)：s1，s2，…，sn為各個落對稱循三環(huán)變應(yīng)客力的最大應(yīng)力N1，N2，…，Nn為各個殊應(yīng)力的工作循半環(huán)次數(shù)，咸，…黃為與各工個應(yīng)力耽相對應(yīng)絨的材料漸的極限循摩環(huán)次數(shù)經(jīng)N1，N2，…，Nn次循環(huán)芒后，其帖壽命損鮮傷率分卻別為，…各級應(yīng)際力對材殲料的壽駛命損傷娘率之和剪達(dá)到1糊00%紹時，材糧料即發(fā)典生疲勞必破壞疲勞破紡壞時的厭總壽命向損傷率梨為線性疲勞倡損傷積累僵理論的數(shù)雅學(xué)表達(dá)式孕——Mine掛r方程試驗(yàn)結(jié)果閉表明，當(dāng)作張用的各展級應(yīng)力勇幅無巨賄大差別晨以及無變短時的絕強(qiáng)烈過曠載時，陳這個規(guī)姓律是正歷確的總壽命敲損傷率聽約在0鐘.7~柴2.2匹之間計(jì)算時看通常取F=1。當(dāng)F<1愈時，則佛可認(rèn)為米未達(dá)到適疲勞壽銜命極限二、規(guī)律疏性非穩(wěn)定川變應(yīng)力下逢零件的疲歲勞強(qiáng)度計(jì)陶算計(jì)算方法根據(jù)總壽賀命損傷率域相等的原戶則將非穩(wěn)狠定變應(yīng)力撇折算成單土一的等效潮穩(wěn)定變應(yīng)舒力（簡稱等壺效應(yīng)力）sV，按穩(wěn)悉定變應(yīng)偵力進(jìn)行堂疲勞強(qiáng)馳度計(jì)算等效應(yīng)周力sv的選取通常取非鍬穩(wěn)定變應(yīng)嶄力中作用煙時間最長樓和（或）憶起主要作園用的應(yīng)力等效循環(huán)難次數(shù)Nv根據(jù)總怨壽命損梯傷率應(yīng)嚼相等的粥條件，奧可列出式中：雄——sv作用下蒸材料發(fā)銜生疲勞偽破壞時于的極限錄循環(huán)次輪數(shù)各項(xiàng)的分旋子和分母倚相應(yīng)乘以梢、住、…蛛、、障，并且得等效循戰(zhàn)環(huán)次數(shù)Nv循環(huán)次數(shù)握為Nv時材料的垮對稱循環(huán)駕疲勞極限群和饑壽命系數(shù)kN規(guī)律性非稱穩(wěn)定變應(yīng)觸力下零件的旗疲勞強(qiáng)態(tài)度安全嚷系數(shù)例題3載一轉(zhuǎn)軸極截面上受毅規(guī)律性非房誠穩(wěn)定對稱煎循環(huán)彎曲炒應(yīng)力作用發(fā)，s1=12校0MP堆a(bǔ)、s2=1矛00但MPa咸、s3=4曲0M甲Pa，N1=5×縱104、N2=2×賓105、N3=1圍05。轉(zhuǎn)軸屆材料為凈45鋼鐘，調(diào)質(zhì)左處理2夢00被HB，s-1=27部0MP枯a，m=9哀，N0=1且07，Ks=2鄭.5，兄[Ss]=文1.繼5。校甘核該軸量的疲勞貼強(qiáng)度解：1．求等燥效循環(huán)次從數(shù)NV取等效孫穩(wěn)定變臨應(yīng)力sV=s1=1徐20顆MPa=5厲00厲00掉+3細(xì)87醬61.劃34澇+5凱.08非=貪8.8真77×奸104<1旗072．求路壽命系柄數(shù)kN3．求安擾全系數(shù)Ss安全第六節(jié)騎雙向穩(wěn)定年變應(yīng)力下污機(jī)械零件右的疲勞強(qiáng)尼度計(jì)算雙向（或堅(jiān)復(fù)合）穩(wěn)拌定變應(yīng)力在零件敘截面上圍同時作首用有同燒相位的懲法向和逐切向?qū)ΡQ循環(huán)還穩(wěn)定變勒應(yīng)力sa和ta根據(jù)試驗(yàn)充，塑性材伯料的疲勞兼極限曲線沾在圖示坐驕標(biāo)系中近攤似于一條究橢圓曲線螞，可用下惰式表達(dá)式中：sra、tra——分別為材料的腰極限正應(yīng)力幅和這極限切寬應(yīng)力幅工作應(yīng)力杜點(diǎn)M（sa，ta）位于橢然圓曲線以畫內(nèi)，安全等安全系鹽數(shù)曲線——橢癢圓曲線材料的叛計(jì)算安烏全系數(shù)病為零件的計(jì)殘算安全系似數(shù)代入前式劉得式中：Ss、St——零著件的正頌應(yīng)力安透全系數(shù)蓋和切應(yīng)貝力安全歌系數(shù)零件在嫂雙向?qū)φ彿Q循環(huán)如穩(wěn)定變鎮(zhèn)應(yīng)力下扒的疲