chapter3疲劳强度.ppt

第三章 机械零件的强度 单向稳定变应力时机械零件的疲劳强度计算 步骤： ①根据零件载荷及结构情况，求σmin、σmax及σa、σm，并将其标在零件的极限应力线图中，如图中M、N点； ②求该工作应力点的零件疲劳极限σ′max。 ③建立计算安全系数的计算公式，进行计算 说明： 应遵循与工作应力变化规律相一致的原则，一般工作应力有三种变化情况： r=C（机器中转轴的应力状态）； σm=C（加载振动弹簧）； σmin=C（受轴向力的紧螺栓联接）。 但通常采用r=C来进行疲劳强度计算。 * * 变应力参数: σmax — 最大应力 σmin — 最小应力 σm — 平均应力 σa — 应力幅 r — 变应力循环特性 描述规律性的交变应力有5个参数，但其中只有两个参数是独立的。 对称循环变应力 σm= 0 r = -1 σmin= 0 r = 0 脉动循环变应力 例：火车轮轴、双向转动的齿轮轮齿的弯曲应力 例：单向转动的齿轮轮齿的弯曲应力 非对称循环变应力 -1 r 0 0 r 1 r＝+1 静应力 随机变应力 可看作循环变应力的特例！ 例：定滑轮轴、自行车前轮轴的弯曲应力。 σm=σmax= σmin t O t O AB段:静载破坏阶段 BC段:低周疲劳阶段 CD段:高周疲劳阶段 D以后:无限寿命疲劳阶段 曲线 等寿命曲线 等寿命曲线简化之一 等寿命曲线简化之二 材料的极限应力线图 A′ D′ G′ C 45° 45° σ0/ 2 σ-1 σ0/ 2 σS σm σa O A′ D′ G′ C σ0/ 2 σS σm σa O A D G 零件的极限应力线图 1.r=C的情况 当r=C时，找出一个与工作应力变化规律相同的极限应力。 直线OM′1方程： 直线AG方程： 联解求出σ′ae、σ′me，即可求出M′1点的零件极限应力 2、σm=C的情况 3、σmin=C的情况 说明： ①具体设计零件时，如果难于确定应力可能变化的规律，在实践中往往采用r=C时的公式； ②对于剪切变应力，只需把以上各公式中的正应力符号σ改为切应力符号τ即可。 双向应力时的极限应力限图 *