交变应力-刘鸿文第四版材料力学的PPT课件.ppt

* * 第十一章 交变应力 第十一章 交变应力 §11-1 交变应力与疲劳极限 §11-2 影响持久极限的因数 目录 1、构件有加速度时动应力计算 （1）直线运动构件的动应力 （2）水平面转动构件的动应力 2、构件受冲击时动应力计算 （1）自由落体冲击问题 （2）水平冲击问题 动响应=Kd ×静响应 §11-1 交变应力 疲劳极限 目录 交变应力的基本参量 在交变荷载作用下应力随时间变化的曲线，称为应力谱。 随着时间的变化，应力在一固定的最小值和最大值之间作周期性的交替变化，应力每重复变化一次的过程称为一个应力循环。 一个应力循环 t O 目录 通常用以下参数描述循环应力的特征 应力比 r (2)应力幅 (3)平均应力 一个非对称循环应力可以看作是在一个平均应力 ?m 上叠加一个应力幅为 ?? 的对称循环应力组合构成。 目录 r = -1 ：对称循环 ； r 0 ：拉压循环 ； r = 0 ：脉动循环 。 r 0 ：拉拉循环 或压压循环。 疲劳极限 将若干根尺寸、材质相同的标准试样，在疲劳试验机上依次进行r = -1的常幅疲劳试验。各试样加载应力幅 ?? 均不同，因此疲劳破坏所经历的应力循环次数N 各不相同。 以 ?? 为纵坐标，以N 为横坐标（通常为对数坐标），便可绘出该材料的应力—寿命曲线即S-N 曲线如图（以40Cr钢为例） 注：由于在r =-1时，?max = ??/2，故S-N 曲线纵坐标也可以采用?max 。 目录 10 4 10 5 10 6 10 7 10 8 550 650 750 850 N s max /MPa 从图可以得出三点结论： (1)对于疲劳，决定寿命的 最重要因素是应力幅?? 。 (2)材料的疲劳寿命N 随应力幅 ?? 的增大而减小。 (3)存在这样一个应力幅，低于该应力幅，疲劳破坏不会发生，该应力幅称为疲劳极限，记为 ?-1 。 目录 10 4 10 5 10 6 10 7 10 8 550 650 750 850 N s max /MPa 对低碳钢，其 其弯曲疲劳极限 拉压疲劳极限 对于铝合金等有色金属，其S-N曲线没有明显的水平部分，一般规定 时对应的 称为条件疲劳极限，用 表示。 目录 11-4. 影响持久极限的因数 1.构件外形的影响 目录 构件外形的突然变化，例如构件上有槽、孔、缺口、轴肩等，将引起应力集中 或 有效应力集中因数 理论应力集中因数 2.零件尺寸的影响——尺寸因数 光滑零件的疲劳极限 试样的疲劳极限 目录 3.表面加工质量的影响——表面质量因数 磨削加工（试样） 其他加工 一般情况下，构件的最大应力发生于表层，疲劳裂纹也多于表层生成。表面加工的刀痕、擦伤等将引起应力集中，降低持久极限。所以表面加工质量对持久极限有明显的影响。 看表11.2 不同表面粗糙度的表面质量因数 查看表11.1 尺寸因数 * *