第3章 机械零件的强度案例分析.ppt

东莞理工学院专用 * 四、双向稳定变应力时的疲劳强度计算 1. 对称循环 当零件上同时作用有同相位的稳定对称循环变应力sa 和ta时，由实验得出的极限应力关系式为： C D 式中 ta′及sa′为同时作用的切向及法向应力幅的极限值。 　若作用于零件上的应力幅sa及ta如图中M点表示，则图中M’点对应于M点的极限应力。 由于是对称循环变应力，故应力幅即为最大应力。弧线 AMB 上任何一个点即代表一对极限应力σa′及τa′。 O σa σ-1e τa τ-1e A B M D’ C’ M’ 东莞理工学院专用 * 计算安全系数： 强调代入第一个公式 C D O σa σ-1e τa τ-1e A B M D’ C’ M’ 东莞理工学院专用 * 将ta′及sa′代入到极限应力关 系可得： 而 是 只承受切向应力或只承受法向应力时的计算安全系数。 于是求得计算安全系数： 说明只要工作应力点M落在极限区域以内，就不会达到极限条件，因而总是安全的。 C D O σa σ-1e τa τ-1e A B M D’ C’ M’ 2. 当零件上所承受的两个变应力均为不对称循环时，有： 东莞理工学院专用 * 五、许用安全系数的选取 安全系数定得正确与否对零件尺寸有很大影响 1）静应力下，塑性材料的零件：S =1.2～１.5 　　　　　　　　　　 铸钢件：S =1.５～２.5 S↑ 典型机械的 S 可通过查表求得。 无表可查时，按以下原则取： → 零件尺寸大，结构笨重。 S↓ → 可能不安全。 ２）静应力下，脆性材料，如高强度钢或铸铁： S =3～4 3）变应力下， S =1.3～1.7 材料不均匀，或计算不准时取： S =1.7～2.5 东莞理工学院专用 * 六、提高机械零件疲劳强度的措施 ▲ 在综合考虑零件的性能要求和经济性后，采用具有高疲劳强度的材料，并配以适当的热处理和各种表面强化处理。 ▲ 适当提高零件的表面质量，特别是提高有应力集中部位的表面加工质量，必要时表面作适当的防护处理。 ▲ 尽可能降低零件上的应力集中的影响，是提高零件疲劳强度的首要措施。 ▲ 尽可能地减少或消除零件表面可能发生的初始裂纹的尺寸，对于延长零件的疲劳寿命有着比提高材料性能更为显著的作用。 减载槽 ▲ 在不可避免地要产生较大应力集中的结构处，可采用减载槽来降低应力集中的作用。 东莞理工学院专用