机械零件的强度

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1、沈阳工业高校备课用纸第三章机械零件的强度1.强度问题：静应力强度：通常认为在机械零件整个工作寿命期间应力变化次数小于310的通用零件，均按静应力强度进行设计；（材料力学范畴）变应力强度：在变应力作用下，零件产生疲惫破坏；2.疲惫破坏定义：金属材料试件在交变应力作用下，经过长时间的试验而发生的破坏；3.疲惫破坏的缘由：材料内部的缺陷、加工过程中的刀痕或零件局部的应力集中等导致产生了微观裂纹，称为裂纹源，在交变应力作用下，随着循环次数的增加，裂纹不断扩展，直至零件发生突然断裂；4.疲惫破坏的特点：1）零件的最大应力在远小于静应力的强度极限时，就可能发生破坏；2）即使是塑性

2、材料，在没有明显的塑性变形下就可能发生突然的脆性断裂；3)疲惫破坏是一个损耗累积的过程，有进展的过程，需要时间；4)疲惫断口分为两个区：疲惫区和脆性断裂区；§3-1材料的疲惫特性一、应力的分类1、静应力:大小和方向均不随时间转变,或者变化缓慢；2、变应力:大小或方向随时间而变化；1）稳固循环变应力:以下各参数不随时间变化的变应力；.m─平均应力；.a─应力幅值.max─最大应力；.min─最小应力r─应力比（循环特性）描述规律性的交变应力可有5个参数，但其中只有两个参数是独立的；r=-1对称循环应r=0脉动循环应r=1静应力沈阳工业高校备课用纸2）非稳固循环变应力:参

3、数随时间变化的变应力；（1）规律性非稳固变应力:参数按肯定规律周期性变化的称为；（2）随机变应力：随机变化的；二、疲惫曲线1、-N曲线：应力比r肯定时，表示疲惫极限（最大应力）与循N环次数N之间关系的曲线；典型的疲惫曲线如下图示：4大多数零件失效在C点右侧区域,称高周疲惫区N>10高周疲惫区以N0为界分为两个区：N有限寿命区〔CD〕：N＜N0，循环次数N,对应的极限应力；——条件疲惫极限；N.N曲线可分为ABBCCDD右四个区域；其中：AB区最大应力变化不大，可按静应力考虑；BC:为低周疲劳（循环次数少）区；N<104；也称应变疲惫（疲惫破坏伴随塑性变曲线方程为m

4、NNC形）M-材料常数N0-循环基数沈阳工业高校备课用纸无限寿命区：N≥N0时，曲线为水平直线，对应的疲惫极限是一个定值，用表示；当材料受到的应力不超过时，就可以经受无限次的应力循环而不疲惫破坏；即寿命是无限的；KN-寿命系数图中，曲线上任意一——疲惫极限（1/0/1）点的横纵N由于NCmmrNr0坐标之和为最大应所以rNmN0NrKNr力；代表应力比为一2、等寿命疲惫曲线（极限应力线图）定义：循环次数肯定时，应力幅与平均应力间的关系曲线；理论疲惫曲线：经过试验得二次曲线如下图；定值的疲惫极限；即在曲线ammaxr（寿命为循环基数N0）在曲线内为

5、无限寿命；曲线外为有限寿命；实际疲惫曲线：沈阳工业高校备课用纸，，，在直线CG上任何一点均有''maxmasa、m—直线，，AG线——疲惫强度线；其上的点表示疲惫极限应力由A,、G,两点坐标可得A，G，线直线方程AG上任意点坐标；其中2碳钢0.110（试件受循环弯曲应力时的材料常数）00.2由于零件几何外形的变化、尺寸大小、加工质量及强化因素等的合金钢0.20.3影响，使得零件，，CG线——屈服强度线；其上的点表示屈服极限由C点坐标和直线斜角可得CG线方程§3-2机械零件的疲惫强度运算一、零件的极限应力线图引入Ｋσ—弯曲疲惫极限的综合影响系数的疲惫极

6、限要小于材料试件的疲惫极限；在不对称循环时，Ｋσ为试件与零件极限应力幅的比值；就K11eσ-1—材料对称循环弯曲疲惫极限σ-1e—零件对称循环弯曲疲惫极限将材料的极限应力线图中直线A,D,G,按比例Ｋσ向下移，CG,,部分按静强度考虑,故不作修正；即得零件的极限应力线图，如下故各点坐标为A〔0,1〕K,D0,022K，C点坐标不变采纳同样方法，可得AG直线方程：ae、me—直线直线CG方程为：弯曲疲惫极限综合影响系数Kk111qAG上任意点坐标；进行零件疲惫强K—零件的有效应力集中系数；（在正应力作用下）—零件的尺寸系数；（在正应力作用下）—零件的表面质量系

7、数；（在正应力作用下）q—零件的强化系数；（在正应力作用下）二、单向稳固变应力时机械零件的疲惫强度运算所以：运算安全系数及疲惫强度条件为：机械零件可能发生的典型的应力变化规律有以下三种：应力比为常数：r=C平均应力为常数σm=C最小应力为常数σmin=C度运算时，第一依据零件危急截面上的σmax及σmin确定平均应力σm与应力幅σa，然后，在极限应力线图的坐标中标示出相应工作应力点M或N；相应的疲惫极限应力应是极限应力曲线上的某一个点所代表的应力；依据零件工作时所受的约束来确定应力可能发生的变化规律，从而打算以哪一个点来表示极限应力；沈阳工业高校备