第3章节疲劳强度g课件(954KB).ppt

* * 根据总寿命损伤率应相等的条件，可列出： 已知 时， 上式各项的分子和分母相应乘以 ，利用 可得： （3.23） 3.6.2 等效稳定变应力和寿命系数 设等效循环次数 时的疲劳极限为 由 可得： 式中 3.6.2 等效稳定变应力和寿命系数 注： 也可将式（3.24）中变应力换为相应的载荷， 但应注意它们间的换算关系：受拉（压）、弯、 扭时， 对于接触强度，两圆柱体接触时， 计算 时 3.6.2 等效稳定变应力和寿命系数 3．6．3 规律性非稳定变应力时安全系数的计算步骤 1 取等效应力 并取 的应力幅 和平均应力 相应地等于 的应力幅 和平均应力 2 求等效循环次数 3 求等效循环次数时的寿命系数 和疲劳极限 4 按等效应力计算疲劳强度安全系数； 按最大非稳定变应力计算塑性材料屈服强度安 全系数。 例题3.3 P53~54 3．6．3 规律性非稳定变应力时安全系数的计算步骤 NN 三种工作应力增长规律 a) r=常数 b) c) N a) N b) c) 3．6 规律性非稳定变应力时机械零件的疲劳强度 A B E S C( σm,σa) A B E A(0,σ-1) A‘(0, ) B B O C C* σm σa 2002年5月25日,由台湾飞往香港的华航CI611班机在澎湖海域失事,机上225人全部遇难,据悉该班机已服役22.8年,原本估计6月退役并转卖给泰国;据报道经过4个多月打捞上的空难残骸分析证实机身有金属疲劳现象,猜测是飞机空中解体的原因之一。 预习： Ch6（6、1－6、3） 1 螺纹的基本知识（类型，参数，自锁条件等） 2 常用的螺纹联接，除书上介绍的外，还有哪些？ * * * * * * * * * * * * * * * * １.理 解疲劳曲线及极限应力曲线的来源、意义及用途，能从材料的几个基本机械性能 及零件的几何特性，绘制零件的极限应力简化线图； 第3章 机械零件的 疲劳强度 基本要求： ２.理解疲劳极限应力图的来源及意义； * 重点： 机械零件疲劳强度计算 # 难点：非稳定变应力时的安全系数 的计算 ３.掌握影响机械零件疲劳强度的主要因素，会查用附录中的有关线图及数表； 4. 会用公式计算稳定变应力时的安全 系数。 第3章 机械零件的 疲劳强度 允许零件存在裂纹并缓慢扩展，但须保证在规定的工作周期内，仍能安全可靠的工作。 计算准则： 在规定的工作期间内，不允许零件出现疲劳裂纹，一旦出现，即认为失效。 2．破损－安全设计： 1．安全－寿命设计： 第3章 机械零件的 疲劳强度 2）微裂纹的扩展直至断裂. 思考以下问题： 疲劳断裂。 3．1 疲劳断裂特征 变应力下，零件的强度失效形式： 1、疲劳断裂分哪两个阶段? 1) 疲劳源的产生； 3）疲劳断裂是疲劳损伤的积累，初期零件表层形成微裂纹，随N的增大裂纹扩展，扩展到断截面不足承受外载，发生断裂。 2、疲劳断裂有何特征？ 1）断口处无明显塑性变形； 2）断裂时，最大应力远低于材料的强度极限，甚至比材料的屈服极限还低； 故变应力下，零件的极限应力既不能取材料 的强度极限也不能取屈服极限。应为疲劳极限。 3．1 疲劳断裂特征 3．2 疲劳曲线和疲劳极限 应力图 3.2.1 疲劳曲线 1．概念 1) 疲劳极限 循环特性为r的变应力，经过N次循环，材料不发生破坏的应力最大值。 2) 疲劳曲线 ——表示循环次数N与疲劳极限间关系的关系曲线。 2．典型的疲劳曲线，如图3.2（以 为例） （1）有限寿命区 低周循环疲劳区： 疲劳极限较高，接近屈服极限，疲 劳极限几乎与N无关。 高周循环疲劳： 3．2 疲劳曲线和疲劳极限 应力图 疲劳极限随N的增加而降低。 疲劳曲线方程： （3.1） 3．2 疲劳曲线和疲劳极限 应力图 （3.2） 若已知 ，则N时的疲劳极限为： 式中 m－随材料和应力状态而定的指数； 3．2 疲劳曲线和疲劳极限 应力图 （2）无限寿命区 疲劳曲线为水平线，疲劳极限不再随N的增加而变化。即 大多数钢的疲劳曲线类似图3.2，有些材料的疲劳曲线没有无限寿 命区，如有色金属和高强度合金钢。 3．关于疲劳曲线方程的几点说明： 与材料有关。钢的硬度越大