第三章 机械零件的强度

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1、第三章机械零件的强度基本要求1.了解疲劳曲线和极限应力曲线的来源、意义及用途，能从材料的几个基本特性及零件的几何特性绘制零件的极限应力简化曲线图；会求零件的极限应力。2.学会单向稳定变应力时机械零件的强度计算方法；3.学会双向变应力时机械零件的强度校核方法；4.会查附录中的有关图表。一、疲劳破坏机械零件在变应力作用下,即使变应力的smax

2、件的主要失效形式。§3-0概述C）疲劳破坏是一个损伤累积的过程，需要时间。寿命可计算。d)疲劳断口分为两个区：疲劳区和脆性断裂区。疲劳破坏的特点a)疲劳断裂时：受到的smax低于sb，甚至低于ss。b)断口通常没有显著的塑性变形。不论是脆性材料，还是塑性材料，均表现为脆性断裂。更具突然性，更危险!脆性断裂区疲劳区疲劳源疲劳纹静载荷：不随时间变化或变化较缓慢的载荷变载荷：随时间变化的载荷1）公称(名义)载荷(Fn、Mn、Tn):根据额定功率,用力学公式计算出作用在零件上的载荷,稳定理想情况下的载荷.没有反映载荷随时间作用的不均匀性、载荷在零件上分布的不均匀性及其它影响零件受载等

3、因素.2）计算载荷:载荷系数K与名义载荷的乘积1.载荷的分类：3）实际载荷：考虑实际因素的载荷二、基本概念：2.应力的分类：静应力：不随时间变化或变化缓慢的应力，极限应力为定值S或B。变应力：随时间变化的应力，极限应力是变值。1）名义应力：由名义载荷产生的应力，2）计算应力：由计算载荷产生的应力，ca3）极限应力：lim4）许用应力：注意：1）变应力可由变载荷产生的，也可能由静载荷产生的。2）疲劳破坏的特征：（1）断裂过程：①产生初始裂纹（应力较大处）②裂纹尖端在切应力作用下，反复扩展，直至产生疲劳裂纹；③疲劳脆断。（2）limB或s；（3）无塑性变形的突

4、然断裂；（4）是损伤的累积，裂纹随应力循环次数N扩展。应力参数Oσtσmaxσminσmσaσmax—最大应力σmin—最小应力σm—平均应力σa—应力幅r—变应力循环特性(应力比)变应力可用smax、smin、sm、sa、r这五个参数中的任意两个参数表示。三.机械零件的强度方法稳定循环变应力非稳定循环变应力1.设计计算：静应力强度设计2.校核计算：1）应力校核计算：2）安全系数校核计算：四.变应力——应力随时间而变化1）循环变应力（周期变化）2）非循环变应力（非周期变化）规律性变幅循环应力随机变应力变应力等幅变应力变幅变应力对称循环应力脉动循环应力非对称循环应力规律性变幅

5、循环应力随机循环应力变应力的类型对称循环变应力脉动循环变应力常见变应力及其基本变化规律非对称循环变应力-1

6、）有限寿命（CD段）曲线方程：m——材料常数，m=6~20由于ND（106~25106）较大，为了确定常数C，通常取N=N0试验得rN0rN0——循环基数；N0=（1~10）106这样：2）无限寿命（D点以后段）二.极限应力图(等寿命曲线)：1.材料的极限应力图及其简化：当应力循环次数N为定值时（N=N0），试验得出r与r的关系。通常是找m与a的关系，间接代表r与r的关系。试件的试验条件：1）光滑、无应力集中源；2）标准尺寸。材料的极限应力的简化：A点：r=-1(对称)C点：r=1(静应力)D点：r=0(脉动)直线CG’：直线A’G’：返回一、影响机械零件

7、疲劳强度的主要因素§3-2机械零件的疲劳强度计算材料极限应力幅（材料对称循环弯曲疲劳极限）与零件极限应力幅（零件对称循环弯曲疲劳极限）的比值。机械零件疲劳强度综合影响系数：即对平均应力无影响，即1、应力集中的影响——有效应力集中系数由零件的几何形状突变产生的应力集中。2、零件尺寸的影响——尺寸系数零件尺寸愈大，出现缺陷的概率愈大。3、表面状态的影响1）表面质量系数钢的越高，表面愈粗糙，愈低强化处理——渗氮、渗碳、热处理、抛光、喷丸、滚压等冷作工艺2）表面强化系数考虑对零件进行不同的强化处理，对零件疲劳强