第3章1强度概要.ppt

第三章 机械零件的强度 （二）变应力的分类 例题1 某零件的工作应力变化如图所示，求最大应力，  最小应力，平均应力，应力幅，循环特性r。 §3-1 材料的疲劳特性 疲劳曲线2 疲劳曲线2 第四节 机械零件的接触强度 说明： a.如果工作点M位于AOJ区域内，则最小应力值σmin为负值。这种情况非常少。 b.如果工作点M位于OJGI 区域内，则应按疲劳强度进行计算。 c.如果工作点M位于IGC区域内，则按静强进行计算。 总结：单向稳定变应力时零件疲劳强度的计算方法： ①?画出零件的极限应力图 ②?求出零件危险剖面上的σmin和σmax ③?由σmin、σmax求出σm和σa ④?由σm、σa在零件极限应力图上找出工作应力点 ⑤?找出M点对应的极限应力点M ′ 返回目录 前一页 后一页 退 出 ⑥?计算安全系数 r = C M1 σm=C M2 σmin=C M3 ② 对于剪切变应力，只须把以上各公式中的正应力符号σ改为切应力符号τ即可。 ③ 如果应力循环次数N在104NN0范围内，则在作疲劳计算时，所采用的极限应力σlim应当为所要求的寿命的有限疲劳极限。即：在所有的公式中的σr 均用σrN代替（即以σ-1N代替σ-1，以σ0N代替σ0）。显然，零件的计算安全系数增大了。 疲劳强度计算说明 ①具体设计零件时，如果难于确定应力变化的规律时，一般采用r = C 公式计算。 例题3、试在下列极限应力图上分别标出2种不同加载情况下的疲劳安全区及塑性安全区。 0 G A C a) r=c 疲劳强度安全区 塑性安全区 0 G A C b) σm=c 疲劳强度安全区 塑性安全区 解:（1）零件极限应力图 例题4 某零件的工作应力为： ， 钢材的力学性能为， ， ， ，工作中危险断面的综合影响系数 。若许用安全系数对变应力取S=1.3,对静应力取S′=1.5。试求： 1）画出该零件的极限应力图（要求按比例画出）； 2）在图中标出工作点，说明当r = c时该零件可能发生的失效形式 3）校核零件的强度是否满足要求。 100 0 100 200 300 400 极限应力图: G 45° （2）工作应力点及可能发生的失效形式 工作点平均应力: 工作点应力幅: 100 0 100 200 300 400 G 45° M(90,60) 由于工作点M位于OAG区域内,该零件可能发生的失效形式为疲劳失效. 100 0 100 200 300 400 G 45° M(90,60) (3) 校核该零件的强度 100 0 100 200 300 400 G 45° M(90,60) M′ 量取出 所以该零件满足强度要求。 零件疲劳极限： 计算安全系数： 亦可按照下列方法校核该零件强度时： 100 0 100 200 300 400 G 45° M(90,60) 四、单向不稳定变应力时疲劳强度计算 不稳定变应力 非规律的不稳定变应力—变应力参数变化是随机的变化 规律性不稳定变应力—变应力参数变化有规律的变化。 用统计方法进行疲劳强度计算 不稳定变应力 非规律性 规律性 按损伤累积假说进行疲劳强度计算 当损伤率达到100%时，材料即发生疲劳破坏，即： N1 N2 n o n2 n1 n3 n4 o N N0 n1 n2 N3 n3 对零件没有损伤 损伤率: + + =1 一般写成： 如果材料在上述应力作用下还未达到破坏，则： 其中： 令： 则： 计算安全系数： 代入 返回目录 前一页 后一页 退 出 例题6 钢制零件在非稳定对称循环弯曲应力下工作，材料的疲劳强度极限 ，在 时工作循环次数 ，试用疲劳损伤累积假说，估计再受 时，到疲劳破坏前还可能继续工作多少循环次数。 注：材料的应力循环基数为107； 疲劳曲线方程的指数 。 五、双向稳定变应力时的疲劳强度计算（了解） 当零件上同时作用法向及切向对称循环稳定变应力σa和τa时，经实验得出极限应力关系式为： M M′ C′ C D D′ O 计算安全系数： 当零件所承受的变应力为不对称循环变应力时，可按下式求得： 六、提高零件疲劳强度的措施 1、尽可能降