互换性课件03第三章.ppt

第三章 机械零件的强度 了解材料的疲劳曲线及极限应力曲线的意义及用途，能绘制零件的极限应力简化线图； 了解应力等效转化的概念； 掌握单向变应力的强度计算方法； 了解疲劳损伤累积假说的意义及应用方法； 了解双向变应力的强度校核方法； 会查用本章附录中的有关线图及数表。 §3-1 材料的疲劳特性 §3-1 材料的疲劳特性 §3-1 材料的疲劳特性 机械零件的疲劳强度计算1 机械零件的疲劳强度计算2 §3-2机械零件的疲劳强度计算 §3-2机械零件的疲劳强度计算 2.σm＝C的情况 §3-2机械零件的疲劳强度计算 3. ?min ＝C的情况 §3-2 机械零件的疲劳强度计算 机械零件的疲劳强度计算3 机械零件的疲劳强度计算4 机械零件的疲劳强度计算5 机械零件的抗断裂强度 机机械零件的接触强度 思考题：3-9 3-13 作 业： 3-18 3-20 3-21 基本要求与重点： 一、表征疲劳特性的参数 sm─平均应力； sa─应力幅值 smax─最大应力； smin─最小应力 r ─应力比（循环特性） N——应力循环次数 §3-1 材料的疲劳特性 r = -1　对称循环应力 r =0　脉动循环应力 r =1　静应力 -1＜r＜1(r≠0) 非对称循环应力 §3-1 材料的疲劳特性 二、 s －N疲劳曲线(r一定) s－N 疲劳曲线 AB段：静应力强度 ，N≤ 103 BC段：低周疲劳（应变疲劳）， 103 ≤ N≤ 104 ，N ， σmax CD段:有限寿命疲劳，N 104 D点以后：无限寿命疲劳， r — 应力比 N— 应力循环次数 m— 材料常数 高周疲劳 低周疲劳 G A O C 三、等寿命疲劳曲线（极限应力线图） D A （0，σ-1）r＝-1， σm＝0，σa ＝ σmax ＝ σ-1 C （ σS ，0 ） r＝1， σa ＝0, σm ＝ σs D （ ， ）r＝0， σa ＝ σm＝ = 45 ? CＧ上任一点代表 的变应力状况 G A O C D 45 ? AD上任一点代表一定循环特性时的疲劳极限 ψσ——为试件受循环弯曲 应力时的材料常数 §3-2 机械零件的疲劳强度计算 一、零件的极限应力线图 零件的疲劳极限材料试件的疲劳极限 Ｋσ——弯曲疲劳极限的综合影响系数 不对称循环时： 对称循环时： σ-1——材料对称循环弯 曲疲劳极限 σ-1e——零件对称循环弯 曲疲劳极限 σa——试件的极限应力幅 σae——零件的极限应力幅 §3-2 机械零件的疲劳强度计算 AＧ直线方程： 直线CG′按静应力考虑不需修正 或 A′D′Ｇ′ ADG 横坐标不变，纵坐标按比例改变 试件受循环弯曲应力的材料常数 ——零件受循环弯曲应力时的极限应力幅 ——零件受循环弯曲应力时的极限平均应力 ——零件受循环弯曲应力时的材料常数 CＧ直线方程： §3-2 机械零件的疲劳强度计算 各系数查取见附表 §3-2 机械零件的疲劳强度计算 二、单向稳定变应力时的疲劳强度计算 计算步骤： 求得危险截面的 ?max及? min 据此计算出?m及?a 标出M(?m ,?a )（或N） 根据应力变化规律找到对应的极限应力值 强度计算式： 由强度计算式求出sca 1.r＝C的情况 方法：连接OM（或ON），与AGC相交，得到极限应力点M’1（N’1） 当M位于AOG区域时: 零件疲劳强度条件为： 零件疲劳强度条件为: 当N位于GOC区域时： 由式（3-16） 方法：过点M（或N）作纵轴平行线M2 M2′（或N2 N2′）， 与AGC相交得到极限应力点 M2′（或N2′） 当M位于AOHG区域内时，零件强度条件： 当N位于CGH区域内时，零件强度条件： 由式（3-19） 方法：过M（或N）作与横轴夹角为45°的直线M2 M2′（或N2 ′）， 与AGC相交得到极限应力点 M2′（或N2′） 计算安全系数及疲劳强度条件为： a. AOJ区域内：?min为负值； c. OJGI区域内：疲劳极限 b. GIC区域内：按静强度计算； §3-2 机械零件的疲劳强度计算 注 意： 当难于确定应力可能变化的规律，常采用 r＝C 时的公式 4. 等效对称循环变应力 原来作用的不对称循环变应力 等效的对称循环变应力 弯曲平均应力转化系数 把平均应力折算为等效的应力幅 式（3—17） 5.较短使用期限时零件的疲劳强度计算 零件应力循环次数： 规律性不稳定变应力 §