力学交变应力题稿.ppt

交变应力Cyclic stresses; 构件内一点处的应力随时间作周期性变化，这种应力称为交变应力。;一、交变应力;一、交变应力;;二、疲劳失效;产生微观裂纹。;金属疲劳造成的事故;;四、平均应力：;五、几种特殊的交变应力：;2)脉动循环交变应力：;3) 静循环交变应力：;例 发动机连杆大头螺钉工作时最大拉力Pmax = 58.3 kN，最小拉力Pmin = 55.8 kN ，螺纹内径为 d =11.5 mm，试求 σa 、σm 和 r。;Pmax = 58.3 kN ；Pmin = 55.8 kN； d =11.5 mm 。;11.3材料在对称循环下的持久极限;二、材料的持久极限的测定：;二、材料的持久极限的测定：;m;上述疲劳试验称为“旋转弯曲疲劳试验”， 测得：σ-1 (对称循环弯曲应力持久极限) 是一种最常用也最简单的疲劳试验方法。 除此之外，还有： 平面弯曲疲劳试验； 纯扭转疲劳试验； 拉压疲劳试验； 等等。;材料的疲劳极限及其测定;“持久极限”----σ-1是用标准的光滑小试件，在正常环境(常温)下所测得的。 而通常实际构件的外形、尺寸、表面质量、工作环境都与其测试状态相差较大，将直接影响其持久极限的数值大小。 一、构件外形的影响 构件外形有突变或缺陷的局部区域，将出现应力集中现象，而应力集中不仅会引发疲劳裂纹源，而且会加速裂纹的扩展，从而降低构件的持久极限。;一、构件外形的影响 应力集中现象降低构件的持久极限。;二、构件尺寸的影响 构件尺寸越大，包含的缺陷就越多，出现疲劳裂纹源的概率就越大，从而使构件的持久极限降低。;三、构件表面质量的影响 构件表面质量越差，包含大量的刀痕、擦伤等陷缺，同样会引应力集中现象，造成构件的持久极限降低。;对称循环交变应力下，构件的持久极限“σ0-1 ”为：;可用疲劳许用应力[σ-1]来表示对称循环的疲劳 强度条件:;一、构件的工作安全系数:;例11.1 一传动轴，键槽为端铣加工， φ=50 mm，m – m截面上的弯矩M = 860 N·m，材料为Q235钢，σb = 520 MPa，σ-1 = 220 MPa，轴表面加工方法为车削，若规定安全系数n = 1.4，试校核m –m截面的强度。;1)先求σmax = M/W： W = πd3/32 ； 得： σmax = 860×32 / π·0.053 = 70 MPa 2)再求nσ= σ-1εσβ/(Kσ·σmax)： ??端铣键槽查P34图11.9a中曲线2得： 当σ = 520 MPa 时， Kσ= 1.65； 由d = 50 mm查P35表11.1得： εσ= 0.84；; 由轴表面加工为车削查查P36表11.2得： β= 0.935 (直线内插法); 由轴表面加工为车削查查P36表11.2得： β= 0.935 (直线内插法);例 旋转碳钢轴上，作用一不变的力偶 M=0.8kN·m，轴表面经过精车，? b=600MPa，?–1= 250MPa，规定 n=1.9，试校核轴的强度。;③ 强度校核;11.6 提高构件疲劳强度的措施;习题11.2