第三章 机械零件的强度选读.ppt

45° o σm σa M ※ M点所代表零件上 作用的最大工作应力为： ※ M、M′两点的坐标为点： ※ M′点所代表的零件极限应力： 利用关系 推导出 的应用表达式 见下页 M′ 由： （1） （2） 将式（1）代入公式: 得出： …………………… （3） 将（3）代入 （2）， 得出： 精确校核（安全系数法） 疲劳强度校核（应力点在疲劳区） 45° o 疲劳安全区 M M’ 45° o 点： 点： 静强度校核（应力点在静力区） 静力安全区 σa σm N N’ 45° o 小结 当r=C 时： 工作应力点处在疲劳区时 一般需做两种强度校核： 精确疲劳强度校核 工作应力点处在静力区时仅需做： 精确静强度校核 M 疲劳区：△AoG 静力区：△GoC 静力安全区 疲劳安全区 N 精确静强度校核 2）平均应力等于常数（σm=C ） （振动的受载弹簧的应 力状态） o N σm 精确疲劳强度校核为： 精确静强度校核为： 工作应力点处在疲劳区时 应做两种校核（考虑过载） 工作应力点处在静力区时 疲劳安全区 精确静强度校核为： 静力安全区 σm 3） 最小应力等于常数（σmin=C） （紧螺栓联接中螺栓受轴向 变载荷的应 力状态） o 45° M 精确疲劳强度校核为： 精确静强度校核为： 工作应力点处在疲劳区时 工作应力点处在静力区时 精确静强度校核为： 静力安全区 疲劳安全区 零件变应力为以上三种情况时，即便工作应力点处在疲劳区，一般也需做两种强度计算： 注意： 疲劳强度计算 静强度计算 为什么？ 某轴受最大应力?max=200MPa，?S=750MPa， ?-1e=300MPa，??=0.10，试： ?作极限应力线AGC； ?若轴受的应力为静应力时，在图上标出工作点A和 极限位置M，并求Sca； ?若轴受的应力为脉动循环变应力时， 在图上标出工作点B和极限位置N，并求Sca； ?若轴受的应力为对称循环变应力时， 在图上标出工作点C和极限位置Q，并求Sca； (解) 分析讨论 ?m ?a 0 100 200 300 400 500 600 700 800 100 200 300 400 · · C Q · · · · A M B N 解： ? ? ? ? 分析讨论 例题 3.1 分别用公式法和图解法求某发动机连杆的安全系数。 杆在危险剖面处的直径d=70mm。当气缸发火时，连杆受到压力 500KN，在吸气时，则受到拉力120KN。连杆表面精磨并用优质 碳钢制造。连杆材料如下： ， 解：（1）确定最大及最小应力 （2）确定平均应力和应力幅值，由式（1.8）及式（1.9） （3）计算试件受循环弯曲应力时的材料常数，由式（1.17） （4）确定疲劳强度安全系数，因循环特性为常数，由式(1.30) （5）计算屈服强度安全系数，由式(1.31) （6）用图解法求安全系数 求点A（0，σ-1/Kσ）及点D（σ0/2， σ0/2Kσ ）的坐标值： A点（0，193.66）、 D点（229，161.27） C点（355，0） 选比例尺μσ作图 σa σm 0 D（229，161） 45° G C（355，0） E′ E″ E M（49，81） A（0，194.） 例3.2：某钢制零件,其sB=560MPa， sS=280MPa ,s-1=250MPa ， s0=385MPa 。工作变应力smax=155MPa， smin=30MPa ，零件的有效应力集中系数ks=1.65，绝对尺寸系数es=0.8 ，表面状态系数bσ=0.95。要求许用安全系数[S]=1.4，g=常数，校核该零件的强度是否足够。 解：1. 计算应力幅和平均应力： 2. 计算疲劳安全系数 Ss 其中： 计算静强度安全系数 在未判断工作点在极限应力图上的区域情况下,为安全起见，还应计算静强度安全系数Ss 例3.3：某零件材料 ， , , ，用作图法判别： 1. 当r=0时，可能发生何种失效？ 当r=+0.6时， 可能发生何种失效？ 解：1. 试件的极限应力图: 直线AE的倾角 根据A点按 可画出AES线 2. 零件的极限应力图 画出点A按 画出点AES线 3. g=0，由点O作45?射线交AES线于B点，故可能发生疲劳失效(脉动循环) 4. g=0.6时， 由点O作a角射线交AES线的ES段于B点，故可能发