机械设计-第三章介绍.ppt

第三章机械零件的强度计算 第一节强度计算中的基本定义 第二节静应力时机械零件的强度计算 第三节机械零件的疲劳强度 第四节 机械零件的表面接触强度 复杂应力举例 一 载荷 二 应力 三 安全系数 2)点接触 强度计算小结 机械零件强度计算思考题 一 疲劳曲线和极限应力线图 二 影响机械零件疲劳强度的主要因素 三 单向稳定变应力下的机械零件疲劳强度 四 复杂应力状态下的安全系数 五 规律性非稳定变应力时的机械零件疲劳强度 2)疲劳曲线方程 符号意义 2.等效稳定变应力及寿命系数 例：规律性非稳定变应力时强度计算 例题1 例题2 例题1 例题2 1) g=常数 2) sm=常数 smin为常数 1)图解法 2)解析法 例题： 例题：单向稳定变应力下的机械零件疲劳强度2/2 画疲劳曲线 3 极限应力线图 静应力 对称循环变应力 脉动应力 周期变应力 非稳定变应力 极限应力 单向应力状态 疲劳断裂过程 g -lgs关系 材料的敏感系数 钢的敏感系数 钢材的敏感系数 平板肩部圆角处的理论应力集中系数as 尺寸系数 尺寸系数 钢的表面状态系数bs 表面高频淬火的强化系数bq 考虑应力综合影响系数时的极限应力线图 钢、灰铸铁和轻金属的极限应力经验计算式 疲劳点蚀过程 润滑油对疲劳强度的影响 理论应力集中系数 同一材料，对于不同 的循环特征进行试验，求得 疲劳极限，并将其绘在sm-sa 坐标系上，所得的曲线称为 极限应力线图 2) 简化曲线 3)s-N与sm-sa关系 a) s-N曲线：同一循环特征下、 不同循环次数。 sa sm 1)定义： a)作直线AD，直线AD与弧AD 相差不大，以直 线AD 代替弧AD A(0, sg ) D(s0 /2, s0/2) b)作smax=sm+sa≤ss C(ss,0) C G b) sm-sa：不同循环特征、相同 循环次数。 A D 450 s t F A s t F w A A n1 n2 t s A sm s t sa smin smax 平均应力：sm=(smax+smin)/2 应力幅： sa=(smax-smin)/2 循环特征： g=smin/smax s t 非规律非稳定变应力 t s 规律性非稳定变应力 F F 静应力 例. 拉压杆 变应力： 脆性材料：sB--强度极限 塑性材料：sS--屈服极限 sr--疲劳极限 A A F F M M s s s ca=s =M/W s ca =s =F/A M M M t g=0.5 g=0 g=-1 lgs lgN 按公式（1）查取 Ks=(ks/es+1/bs-1)/bq Kt=(kt/et+1/bt-1)/bq (1) 或 按公式（2）查取 Ks=ks/(esbs) Kt=kt/(etbt) (2) qs、qt 节 头 0 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 400 600 800 1000 1200 1.8-2.5 1.6 1.4 as=1.2 强度极限sb/Mpa 敏 感 系 数 q 曲线上的数字为材 料的强度极限， 查qs用不带括号数字 查qt用带括号数字 几何不连续处的圆角半径 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.4 2.6 2.8 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.1 1.2 B/b =3.0 4.0 b B r F F r/b 理 论 应 力 集 中 系 数 a0 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 理 论 应 力 集 中 系 数 a0 b B r M M 1.1 B/b= 1.25 4 r/b a) 拉伸情况 b) 弯曲情况 1 2 0.4 1.0 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 6.5 20 50 100 200 500 钢的尺寸系数es et 直径d/mm 尺 寸 系 数 es et 1.0 0.9 0.8 0.7 铸铁的尺寸系数 e t es 20 30 50 40 60 直径d/mm 1-es(适用于sB=400-500Mpa)； 1-es(适用于sB=1200-1500Mpa)， et(适用于各种钢） 精抛光 精磨 精车 粗车 轧制 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 400 600 800 1000 1200 1400 强度极限sB/Mpa 表 面 状 态 系 数 bs