第十一交變應(yīng)力演示文稿

第十一交變應(yīng)力演示文稿1目前一頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十八點(diǎn)2（優(yōu)選）第十一交變應(yīng)力目前二頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十八點(diǎn)3持久極限4影響持久極限的因素5 對(duì)稱循環(huán)下構(gòu)件的疲勞強(qiáng)度計(jì)算6 持久極限曲線

7 不對(duì)稱循環(huán)下構(gòu)件的疲勞強(qiáng)度計(jì)算

8 彎扭組合交變應(yīng)力的強(qiáng)度計(jì)算

9 變幅交變應(yīng)力10 提高構(gòu)件疲勞強(qiáng)度的措施目前三頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十八點(diǎn)§11.1交變應(yīng)力與疲勞失效1交變應(yīng)力交變應(yīng)力構(gòu)件內(nèi)隨時(shí)間作周期性變化的應(yīng)力。例子齒輪根部火車(chē)輪軸目前四頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十八點(diǎn)電機(jī)偏心轉(zhuǎn)子引起梁的振動(dòng)目前五頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十八點(diǎn)2疲勞失效構(gòu)件在交變應(yīng)力作用下發(fā)生的破壞現(xiàn)象，稱為疲勞失效，簡(jiǎn)稱疲勞。例子目前六頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十八點(diǎn)例子目前七頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十八點(diǎn)目前八頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十八點(diǎn)3疲勞失效的特點(diǎn)

1）構(gòu)件長(zhǎng)期在交變應(yīng)力下工作，雖然最大工作 應(yīng)力低于屈服極限，也會(huì)發(fā)生突然斷裂；2）交變應(yīng)力作用下的疲勞破壞，需要經(jīng)過(guò)一定 數(shù)量的應(yīng)力循環(huán)；3）構(gòu)件在破壞前沒(méi)有明顯的塑性變形預(yù)兆，即 使韌性很好的材料，也呈現(xiàn)脆性斷裂；4）金屬材料的疲勞斷裂斷口上，有明顯的光滑 區(qū)域與顆粒區(qū)域。目前九頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十八點(diǎn)4）金屬材料的疲勞斷裂斷口上，有明顯的光滑 區(qū)域與顆粒區(qū)域。4疲勞失效的機(jī)理

光滑區(qū)域顆粒狀區(qū)域目前十頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十八點(diǎn)4疲勞失效的機(jī)理

交變應(yīng)力突然斷裂，形成斷口的顆粒狀粗糙區(qū)晶格位錯(cuò)位錯(cuò)聚集微觀裂紋滑移帶宏觀裂紋宏觀裂紋擴(kuò)展，形成斷口的光滑區(qū)目前十一頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十八點(diǎn)§11.2交變應(yīng)力的循環(huán)特征，應(yīng)力幅和 平均應(yīng)力應(yīng)力循環(huán)按正弦規(guī)律變化的交變應(yīng)力如圖所示。

循環(huán)特征

(應(yīng)力比)平均應(yīng)力目前十二頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十八點(diǎn)

循環(huán)特征

(應(yīng)力比)平均應(yīng)力應(yīng)力幅值對(duì)稱循環(huán)max

與min

大小相等，符號(hào)相反的應(yīng)力循環(huán)。目前十三頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十八點(diǎn)對(duì)稱循環(huán)max

與min

大小相等，符號(hào)相反的應(yīng)力循環(huán)。對(duì)于對(duì)稱循環(huán)，有：除對(duì)稱循環(huán)以外的循環(huán)，都稱為不對(duì)稱循環(huán)。min=0

(或max=0)的循環(huán)，稱為脈動(dòng)循環(huán)。脈動(dòng)循環(huán)目前十四頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十八點(diǎn)脈動(dòng)循環(huán)min=0

(

或max=0)的循環(huán)，稱為脈動(dòng)循環(huán)。對(duì)于脈動(dòng)循環(huán)，有：或：目前十五頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十八點(diǎn)對(duì)于脈動(dòng)循環(huán)，有：或：交變應(yīng)力的特例靜應(yīng)力對(duì)于靜應(yīng)力，有：目前十六頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十八點(diǎn)§11.3持久極限持久極限是疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)的依據(jù)。

持久極限持久極限由疲勞試驗(yàn)確定疲勞試樣（光滑小試樣）

經(jīng)過(guò)無(wú)窮多次應(yīng)力循環(huán)而不發(fā)生疲勞失 效時(shí)的最大應(yīng)力值。 又稱為疲勞極限。目前十七頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十八點(diǎn)持久極限由疲勞試驗(yàn)確定疲勞試樣（光滑小試樣）彎曲疲勞試驗(yàn)設(shè)備目前十八頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十八點(diǎn)彎曲疲勞試驗(yàn)設(shè)備這樣做的試驗(yàn)是對(duì)稱循環(huán)的情況。應(yīng)力壽命曲線（S-N曲線）目前十九頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十八點(diǎn)應(yīng)力壽命曲線（S-N曲線）-1N

在某一應(yīng)力水平下疲勞失效時(shí)的循環(huán)次數(shù)，也稱為壽命。對(duì)稱循環(huán)時(shí)的持久極限用-1

表示。

條件持久極限對(duì)鋼材，循環(huán)次數(shù)達(dá)到107時(shí)的持久極限。目前二十頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十八點(diǎn)-1

條件持久極限對(duì)鋼材，為循環(huán)次數(shù)達(dá)到107

時(shí)的持久極限。對(duì)有色金屬等沒(méi)有水平漸進(jìn)線的材料，為循環(huán)次數(shù)達(dá)到108時(shí)的持久極限。目前二十一頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十八點(diǎn)不同循環(huán)特征的S-N

曲線目前二十二頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十八點(diǎn)§11.4影響持久極限的因素1構(gòu)件外形的影響構(gòu)件外形突然變化應(yīng)力集中使持久極限顯著降低目前二十三頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十八點(diǎn)外形突變影響的描述有效應(yīng)力集中系數(shù)對(duì)稱循環(huán)時(shí)的有效應(yīng)力集中系數(shù)為：對(duì)扭轉(zhuǎn):其中， (-1)d,(-1)d,表示無(wú)應(yīng)力集中的光滑試 樣的持久極限；

(-1)k,(-1)k,表示有應(yīng)力集中的相同尺 寸的試樣的持久極限。顯然，有：

k、k

的確定值越大說(shuō)明應(yīng)力集中的影響越大目前二十四頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十八點(diǎn)有臺(tái)階圓軸的k

（I）

(圖13.8a)

k、k

的確定

查曲線或表格由理論應(yīng)力集中系數(shù)估算目前二十五頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十八點(diǎn)有臺(tái)階圓軸的k（II）目前二十六頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十八點(diǎn)有臺(tái)階圓軸的k（III）目前二十七頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十八點(diǎn)可以看出：

D/d越大，k就 越大；材料的強(qiáng)度越大

(b越大),k就越 大；圓角半徑越大，

k就越小。目前二十八頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十八點(diǎn)有臺(tái)階圓軸的k（I）目前二十九頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十八點(diǎn)有臺(tái)階圓軸的k（II）對(duì)k

的 影響因 素和規(guī) 律與對(duì)

k的 影響因 素和規(guī) 律相同。目前三十頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十八點(diǎn)螺紋、鍵槽、鍵與橫孔的k材料的強(qiáng)度越大(b越大),k就越大；目前三十一頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十八點(diǎn)鍵、鍵槽與橫孔的k

1矩形花鍵2漸開(kāi)線花鍵3鍵槽4橫孔目前三十二頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十八點(diǎn)2構(gòu)件尺寸的影響試驗(yàn)測(cè)定持久極限用的是光滑小試樣，其持久極限值比光滑大試樣的要大。目前三十三頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十八點(diǎn)尺寸影響的描述尺寸系數(shù)對(duì)稱循環(huán)時(shí)的尺寸系數(shù)為：對(duì)扭轉(zhuǎn):其中， (-1)d,(-1)d

表示光滑大試樣的持久極 限；

-1,-1

表示光滑小試樣的持久極 限。顯然，有：

、的確定目前三十四頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十八點(diǎn)

、的確定

查表目前三十五頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十八點(diǎn)3構(gòu)件表面質(zhì)量的影響構(gòu)件中的最大應(yīng)力常發(fā)生于表層，疲勞裂紋也多生成于表層。故構(gòu)件表面的加工缺陷(劃痕、擦傷）等將引起應(yīng)力集中，降低持久極限。表面質(zhì)量影響的描述表面質(zhì)量系數(shù)對(duì)稱循環(huán)時(shí)的表面質(zhì)量系數(shù)為：其中， (-1)d

表示表面磨光試樣的持久極限；

(-1)

表示其它加工時(shí)試樣的持久極限.目前三十六頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十八點(diǎn)表面質(zhì)量影響的描述表面質(zhì)量系數(shù)對(duì)稱循環(huán)時(shí)的表面質(zhì)量系數(shù)為：其中， (-1)d

表示表面磨光試樣的持久極限；

(-1)

表示其它加工時(shí)試樣的持久極限.當(dāng)表面質(zhì)量低于磨光試樣時(shí)，有：

的確定

不同表面粗糙度的表面質(zhì)量系數(shù)

查表目前三十七頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十八點(diǎn)

不同表面粗糙度的表面質(zhì)量系數(shù)

不同表面強(qiáng)化方法的表面質(zhì)量系數(shù)目前三十八頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十八點(diǎn)