机械零件的疲劳强度.pptVIP

疲劳安全区塑性安全区D1)(sskkN-S(ss,0)LMHOEB’A’D0)(2sskkN解析法求安全系数工作点C的安全系数求解：公式中σa由应力状态决定是已知量，而σaˊ必须求出。通过求解AˊBˊ直线方程而得到：疲劳安全区塑性安全区D1)(sskkN-S(ss,0)LMHOEB’A’D0)(2sskkN对于切应力，同理得：式中：ψσ，ψτ——平均应力折合为应斩幅的等效系数，其大小表示材料对循环不对称性的敏感程度。例如：碳钢ψσ=0.1∽0.2，合金钢ψσ=0.2∽0.3，所以材料强度↑，则ψσ↑。返回将和的关系分别代入上两式得应力幅如下：按应力幅求安全系数如下：§3.1疲劳裂纹特征§3.2疲劳曲线和疲劳极限应力图§3.3影响机械零件疲劳强度的主要因素§3.4??许用疲劳极限应力图§3.5稳定变应力时的安全系数计算§3.6规律性非稳定变应力时机械零件的疲劳强度第三章机械零件的疲劳强度安全—寿命设计在规定的工作时间内，不允许零件出现疲劳裂纹，一旦出现即为失效。可按σ——N曲线进行有限寿命和疲劳寿命疲劳计算，这也是本章介绍的计算方法。破坏—安全设计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，仍能安全可靠地工作。可按疲劳裂纹寿命计算。疲劳强度有两种计算方法：3.1疲劳裂纹特征01在变应力工作下的零件，疲劳断裂是最主要的失效形式之一。零件的疲劳断裂占零件断裂的80%。02疲劳断裂截面→表面光滑的疲劳发展区+粗糙的脆性断裂区。03见书中图3.1和表3.1。04lgNLgσrNN0有限寿命区103(104)无限寿命区低周循环高周循环ABσr3.2疲劳曲线和疲劳极限应力图3.2.1疲劳曲线（σ—N或τ—N曲线）图3.2疲劳曲线疲劳极限——在循环特性r下的变应力，经过N次循环后，材料01不发生破坏的应力的最大值。02表示方法为：03疲劳曲线——表示循环次数N～σrN或τrN之间的变化关系的曲线。04N0——循环基数05有限寿命区（NN0）低周循环疲劳区——0N103(104)疲劳极限接近屈服极限,几乎与N无关。高周循环疲劳区——103(104)≤N，疲劳极限随循环次数的增加而降低。无限寿命区（N≥N0）疲劳极限与N无关，呈直线变化。所谓“无限”寿命是指零件承受的变应力水平低于或等于材料的疲劳极限σr，工作应力总循环次数可大于循环基数N0,并不是说永远不会产生破坏。不同应力变化时的循环疲劳极限表示为：有限寿命区：σrN，τrN无限寿命区：σr,τr；σ0、τ0，σ-1、τ-1103（104）≤N≤N0范围的变化曲线方程为——疲劳方程即说明：

式中，ｍ—为随材料和应力状态而变化的幂指数，钢受弯曲、拉伸、剪切应力时ｍ＝９，钢线接触时ｍ＝６，青铜弯曲应力时ｍ＝９，接触应力时ｍ＝８。

ｋ为寿命系数，图3.3疲劳曲线的指数mLgσrN01N002σr03σrN04N05lgN06m07108LgσrN104107lgN0r3=0.5r2=0r1=-12.循环基数Ｎ０据材料性质不同Ｎ０取值也不同。通常金属的Ｎ０取为107，随着材料的硬度↑，Ｎ０↑。有色金属及高强度合金钢的疲劳曲线没有无限寿命区。３.不同循环特性ｒ时的疲劳曲线如图所示，ｒ↑→σrN↑、（τrＮ↑）

图3.4不同r时的疲劳曲线３.２.２疲劳极限应力图

疲劳极限应力图表明材料在相同循环次数Ｎ和不同循环特性ｒ下的不同疲劳极限。用以以应力大小来判断零件工作的安全区域和失效区域。由实验得出。S(σs,0)F(σB,0)安全区A(0,σ-1)E塑性失效区0疲劳失效区图3.8塑性材料简化疲劳极限应力图图中各状态点说明：Ａ点——对称循环疲劳极限点（０，σ-1）B点——脉动循环疲劳极限点F点——静强度极限点（σB，0）S点——