第十三交变应力.ppt

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第十三交变应力

* 交 变 应 力 第 十 三 章 §13—1 交变应力与疲劳失效 §13—2 交变应力的循环特征,应力幅和平均应力 §13—3 持久极限 §13—1 交变应力与疲劳失效 一,交变应力 火车轮轴上的力来自车箱。大小,方向基本不变。 即弯矩基本不变。 P P ? ?t P P 横截面上 A 点到中性轴的距离却是随时间 t 变化的。 假设轴以匀角速度 ? 转动。 z A ? ?t P P z A A的弯曲正应力为: ? ?t P P z A ? 是随时间 t 按正弦曲线变化的 t ? ?1 ?2 ?3 ?4 ?1 交变应力 :随时间作周期性变化的应力。 二,疲劳破坏 1,金属材料在 交变应力 作用下的破坏。有以下特点: (1)交变应力的破坏应力值一般低于静载荷作用下的强度 极限值,但经历时间长。 (2)无论是脆性还是塑性材料,交变应力作用下均表现为 脆性断裂,无明显塑性变形。 (3)断口表面可明显区分为光滑区与粗糙区两部分。 裂纹萌生 裂纹扩展 扩展到临界尺寸瞬时断裂 2、疲劳过程一般分三个阶段: 交变应力的疲劳破坏与静应力下的破坏有很大差异,故表 征材料抵抗交变应力破坏能力的强度指标也不同。 下图为交变应力下具有代表性的 正应力—时间曲线。 §13—2 交变应力的循环特征,应力幅和平均应力 o 一个应力循环 基本参数 应力每重复变化一次,称为一个应力循环 r 表示交变应力的 循环特征 o 一个应力循环 ?max ?min 在拉,压或弯曲交变应力下 在扭转交变应力下 o 一个应力循环 ?max ?min ? ? 最大应力和最小应力的差值,称为交变应力的 应力幅。 注意 最大应力和最小应力都是代正负号的,这里以 绝对值 较大者为最大应力,并规定它为正号,而与正号应力 反向的最小应力则为负号。 o ?max ?min 1,在交变应力下若最大应力与小等值而反号 ( ?min = - ?max 或 ? min = - ? max ) r= -1 时的交变应力,称为 对称循环 交变应力。 *

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