机械零件的疲劳强度设计课件.pptVIP

機械零件的疲勞強度設計§2-1概述§2-1概述一、疲勞破壞機械零件在迴圈應力作用下。即使迴圈應力的，而應力的每次迴圈也仍然會對零件造成輕微的損傷。隨應力迴圈次數的增加，當損傷累積到一定程度時，在零件的表面或內部將出現（萌生）裂紋。之後，裂紋又逐漸擴展直到發生完全斷裂。這種緩慢形成的破壞稱為“疲勞破壞”。“疲勞破壞”。－－是迴圈應力作用下零件的主要失效形式。疲勞破壞的特點a)疲勞斷裂時：受到的低於，甚至低於。b)斷口通常沒有顯著的塑性變形。不論是脆性材料，還是塑性材料，均表現為脆性斷裂。—更具突然性，更危險。?????概述2概述C）疲勞破壞是一個損傷累積的過程，需要時間。壽命可計算。d)疲勞斷口分為兩個區：疲勞區和脆性斷裂區。二、迴圈應力的類型脆性斷裂區疲勞區疲勞源疲勞紋迴圈應力可用smax、smin、sm、sa、這五個參數中的任意兩個參數表示。概述3概述規律性變幅迴圈應力隨機迴圈應力迴圈應力分為：恒幅迴圈應力變幅迴圈應力對稱迴圈應力脈動迴圈應力非對稱迴圈應力規律性變幅迴圈應力：隨機迴圈應力§2-2疲勞曲線和極限應力圖§2-2疲勞曲線和極限應力圖兩個概念：2）疲勞壽命N：材料疲勞失效前所經歷的應力迴圈次數。一、疲勞曲線（-N曲線）是在應力比一定時，表示疲勞極限與迴圈次數N之間關係的曲線。????不同或N不同時，疲勞極限則不同。在疲勞強度計算中，取＝。1）材料的疲勞極限：在應力比為的迴圈應力作用下，應力迴圈N次後，材料不發生疲勞破壞時所能承受的最大應力。（變應力的大小可按其最大應力進行比較）疲勞曲線疲勞曲線和極限應力圖典型的疲勞曲線如右圖所示：可以看出：隨N的增大而減小。但是當N超過某一迴圈次數N0時，曲線趨於水準。即不再隨N的增大而減小。N0-----迴圈基數。以N0為界，曲線分為兩個區：1）無限壽命區：當N≥N0時，曲線為水準直線，對應的疲勞極限是一個定值，用表示。它是表徵材料疲勞強度的重要指標，是疲勞設計的基本依據。s－N疲勞曲線有限壽命區無限壽命區疲勞曲線2疲勞曲線和極限應力圖可以認為：當材料受到的應力不超過時，則可以經受無限次的應力迴圈而不疲勞破壞。－－壽命是無限的。與曲線的兩個區相對應，疲勞設計分為：2）有限壽命區：非水準段（N＜N0）的疲勞極限稱為條件疲勞極限，用表示。當材料受到的工作應力超過時，在疲勞破壞之前，只能經受有限次的應力迴圈。－－壽命是有限的。1）無限壽命設計：N≥N0時的設計。取＝。2）有限壽命設計：N＜N0時的設計。取＝。設計中常用的是疲勞曲線上的AB段，其方程為：（常數）－－－－稱為疲勞曲線方程疲勞曲線3疲勞曲線和極限應力圖顯然，B點的座標滿足AB的方程，即，代入上式得：則注：1）計算時，如N≥，則取N＝。式中：——壽命係數；m—壽命指數，其值見教材P17。—壽命指數，其值與零件材質有關，見教材P17。2）工程中常用的是對稱迴圈應力（=-1）下的疲勞極限，計算時，只須把和換成和即可。極限應力圖疲勞曲線和極限應力圖3）對於受切應力的情況，則只需將各式中的換成即可。4）當N＜（～）時，因N較小，可按靜強度計算。二、極限應力圖是在疲勞壽命N一定時，表示疲勞極限與應力比之間關係的線圖。疲勞壽命為（無限壽命）時的極限應力圖如右圖所示。無限