《第三章 機(jī)械零件強(qiáng)度》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、沈陽工業(yè)大學(xué)備課用紙第三章機(jī)械零件的強(qiáng)度1.強(qiáng)度問題：靜應(yīng)力強(qiáng)度：通常認(rèn)為在機(jī)械零件整個工作壽命期間應(yīng)力變化次數(shù)小于103的通用零件，均按靜應(yīng)力強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計。（材料力學(xué)范疇）變應(yīng)力強(qiáng)度：在變應(yīng)力作用下，零件產(chǎn)生疲勞破壞。2.疲勞破壞定義：金屬材料試件在交變應(yīng)力作用下，經(jīng)過長時間的試驗而發(fā)生的破壞。3.疲勞破壞的原因：材料內(nèi)部的缺陷、加工過程中的刀痕或零件局部的應(yīng)力集中等導(dǎo)致產(chǎn)生了微觀裂紋，稱為裂紋源，在交變應(yīng)力作用下，隨著循環(huán)次數(shù)的增加，裂紋不斷擴(kuò)展，直至零件發(fā)生突然斷裂。4.疲勞破壞的特征：1）零件的最大應(yīng)力在遠(yuǎn)小于靜應(yīng)力的強(qiáng)度極限時，就可能發(fā)生破壞；2）即使是塑性材料，在沒有明顯的塑

2、性變形下就可能發(fā)生突然的脆性斷裂。3)疲勞破壞是一個損傷累積的過程，有發(fā)展的過程，需要時間。4)疲勞斷口分為兩個區(qū)：疲勞區(qū)和脆性斷裂區(qū)?！?-1材料的疲勞特性一、應(yīng)力的分類1、靜應(yīng)力:大小和方向均不隨時間改變,或者變化緩慢。2、變應(yīng)力:大小或方向隨時間而變化。1）穩(wěn)定循環(huán)變應(yīng)力:以下各參數(shù)不隨時間變化的變應(yīng)力。?m─平均應(yīng)力；?a─應(yīng)力幅值?max─最大應(yīng)力；?min─最小應(yīng)力r─應(yīng)力比（循環(huán)特性）描述規(guī)律性的交變應(yīng)力可有5個參數(shù)，但其中只有兩個參數(shù)是獨(dú)立的。???maxmin??m2????r?minmaxmin??a?2maxr=-1對稱循環(huán)應(yīng)力r=0脈動循環(huán)應(yīng)力r=1靜應(yīng)力1沈陽工

3、業(yè)大學(xué)備課用紙2）非穩(wěn)定循環(huán)變應(yīng)力:參數(shù)隨時間變化的變應(yīng)力。（1）規(guī)律性非穩(wěn)定變應(yīng)力:參數(shù)按一定規(guī)律周期性變化的稱為。（2）隨機(jī)變應(yīng)力：隨機(jī)變化的。二、疲勞曲線1、?-N曲線：應(yīng)力比r一定時，表示疲勞極限（最大應(yīng)力）與循環(huán)次數(shù)N??N之間關(guān)系的曲線。典型的疲勞曲線如下圖示：曲線可分為ABBCCDD右四個區(qū)域。其中：AB區(qū)最大應(yīng)力變化不大，可按靜應(yīng)力考慮。BC:為低周疲勞（循環(huán)次數(shù)少）區(qū)。N<104。也稱應(yīng)變疲勞（疲勞破壞伴隨塑性變形）?－N疲勞曲線大多數(shù)零件失效在C點(diǎn)右側(cè)區(qū)域,稱高周疲勞區(qū)N>104高周疲勞區(qū)以N0為界分為兩個區(qū)：有限壽命區(qū)(CD)：N＜N0，循環(huán)次數(shù)N,對應(yīng)的極限應(yīng)力。

4、??N——條件疲勞極限。??NM-材料常數(shù)m曲線方程為?N?CN0-循環(huán)基數(shù)??N2沈陽工業(yè)大學(xué)備課用紙無限壽命區(qū)：N≥N0時，曲線為水平直線，對應(yīng)的疲勞極限是一個定值，用??表示。當(dāng)材料受到的應(yīng)力不超過時，則可以經(jīng)受無限次的應(yīng)??力循環(huán)而不疲勞破壞。即壽命是無限的?！跇O限（?/?/?）???10?1mm因為??N???N?CKN-壽命系rNr0數(shù)N0所以??m???K??rNrNrN2、等壽命疲勞曲線（極限應(yīng)力線圖）定義：循環(huán)次數(shù)一定時，應(yīng)力幅與平均應(yīng)力間的關(guān)系曲線。圖中，曲線上理論疲勞曲線：任意一點(diǎn)的經(jīng)過試驗得二次曲線如下圖。橫縱坐標(biāo)之和為最大應(yīng)力。代表應(yīng)力比為一定值的疲勞極限

5、。即在曲線???????（壽命為循環(huán)基數(shù)N0）ammaxr在曲線內(nèi)為無限壽命。曲線外為有限壽命。實際疲勞曲線：3沈陽工業(yè)大學(xué)備課用紙在直線CG，上任何一點(diǎn)均有???'??'????maxmas?a、?m—直線，，A，G，線——疲勞強(qiáng)度線。其上的點(diǎn)表示疲勞極限應(yīng)力AG上任意點(diǎn)坐標(biāo)。,,，，由A、G兩點(diǎn)坐標(biāo)可得AG線直線方程?????????1a?m2????10其中??（試件受循環(huán)彎曲應(yīng)力時的材料常數(shù)）??0碳鋼??0.1?0.2?合金鋼??0.2?0.3?，CG線——屈服強(qiáng)度線。其上的點(diǎn)表示屈服極限，由C點(diǎn)坐標(biāo)和直線斜角可得CG線方程???????ams§3-2機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度計算一、

6、零件的極限應(yīng)力線圖由于零件幾何形狀引入Ｋσ—彎曲疲勞極限的綜合影響系數(shù)的變化、尺寸大小、則??1K??加工質(zhì)量及強(qiáng)化因??1e素等的影響，使得σ-1—材料對稱循環(huán)彎曲疲勞極限零件的疲勞極限要σ-1e—零件對稱循環(huán)彎曲疲勞極限,,,,,小于材料試件的疲將材料的極限應(yīng)力線圖中直線ADG按比例Ｋσ向下移，CG部分按靜強(qiáng)勞極限。度考慮,故不作修正。即得零件的極限應(yīng)力線圖，如下在不對稱循環(huán)時，Ｋσ為試件與零件極限應(yīng)力幅的比值。故各點(diǎn)坐標(biāo)為??????100A(0,),D?,?，C點(diǎn)坐標(biāo)不變??K22K????4采用同樣方法，可得AG直線方程：???、?—直線aeme????K?????1?ae?m

7、eAG上任意點(diǎn)坐標(biāo)。直線CG方程為：???????aemes?k?1?1彎曲疲勞極限綜合影響系數(shù)K????1???????????qK—零件的有效應(yīng)力集中系數(shù)。（在正應(yīng)力作用下）??—零件的尺寸系數(shù)。（在正應(yīng)力作用下）??—零件的表面質(zhì)量系數(shù)。（在正應(yīng)力作用下）??—零件的強(qiáng)化系數(shù)。（在正應(yīng)力作用下）q進(jìn)行零件疲勞強(qiáng)度二、單向穩(wěn)定變應(yīng)力時機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度計算計算時，首先根據(jù)零件危險截面上的σmax及σmin確定平均應(yīng)力σm與應(yīng)力幅