文档介绍：第十二章交变应力
授课学时:4学时
主要内容:交变应力与疲劳失效的概念;疲劳极限;构件的疲劳强度计算
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随时间周期变化应力。
应力比(循环特征)
对称循环,脉动循环,静载荷
构件在交变应力下产生裂纹或断裂叫疲劳破坏。
(1)构件经过长期的交变应力作用,虽然应力远低于其静载下的极限应力,也可能发生断裂。,破坏。
(2)交变应力多次重复,循环次数。
(3)构件的断裂是突然的,无任何明显的预兆。即使是塑性较好的材料,断裂前也无明显的塑性变形,呈现出脆性断裂。
(4)构件断口呈现出两个区域:粗糙区和光滑区。
$—疲劳极限
(1)曲线
N
r 为某一指定值
o
N0
在应力比一定的情况下,对一组(根), 的试件,进行实验。分别在不同的下施加交变应力,直到破坏,记录下每根试件破坏前经受的循环次数N。作出曲线。此曲线为在应力比下的曲线。
(2)疲劳极限
经无限次应力循环而不发生破坏的最大应力值。
对于钢材,曲线有一水平渐进线。为此材料在指定应力比下的疲劳极限。对应值为循环基数。
——对称循环疲劳极限
。
(1)构件外形的影响
对于零件上截面有变化处,如:螺纹、键槽、轴肩等,在此处会出现应力集中,因此,会显著降低疲劳强度极限。一般用K表示其降低程度,即
,
式中、分别为弯曲、扭转时光滑试件对称循环的疲劳强度极限;、分别为同尺寸而有应力集中因素试件的对称循环的疲劳极限。
(2)构件尺寸的影响
构件尺寸越大,材料包含的缺陷相应增多,指使疲劳极限降低,其降低程度用尺寸系数表示,即
,
式中、分别为光滑小试件在弯曲、扭转时的疲劳极限;、分别为光滑大试件在弯曲、扭转时的疲劳极限。
(3)构件表面质量的影响
加工精度在表面形成切削痕迹会引起不同程度的应力集中。加工表面的影响用表面加工系数表示。是指试件表面在不同加工情况下的疲劳极限与磨光时的疲劳极限之比。
因此,弯曲构