文档介绍：第二章机械零件的强度
§2—1 载荷与应力的分类
一、载荷的分类
1)循环变载荷
a) 稳定循环变载荷
b) 不稳定循环变载荷
2)随机变载荷
静载荷
变载荷:
载荷:1)名义载荷
2)计算载荷
1
随机变应力
静应力
规律性不稳定变应力
二、应力的分类
1、应力种类
变应力:
不稳定变应力:
稳定循环变应力
2
2、稳定循环变应力的基本参数和种类
a) 基本参数
应力循环特性
最大应力
最小应力
平均应力
应力幅
b) 稳定循环变应力种类:
-1< γ<+1——不对称循环变应力
γ=+1 ——静应力
γ= –1 ——对称循环变应力
γ= 0 ——脉动循环变应力
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注意:静应力只能由静载荷产生,而变应力可能由变载荷产生,也可能由静载荷产生
名义应力——由名义载荷产生的应力
计算应力——由计算载荷产生的应力
3)名义应力和计算应力
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一、单向应力下的塑性零件
强度条件: 或
§ 2—2 静应力时机械零件的强度计算
二、复合应力时的塑性材料零件
按第三或第四强度理论对弯扭复合应力进行强度计算
由第三强度理论
(最大剪应力理论)
由第四强度理论:
(最大变形能理论)
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复合应力计算安全系数为:
三、脆性材料与低塑性材料
脆性材料极限应力: (强度极限) 1、单向应力状态
强度条件: 或
或
失效形式:断裂
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按第一强度条件:
(最大主应力理论)
注意:低塑性材料(低温回火的高强度钢)
—强度计算应计入应力集中的影响
脆性材料(铸铁)
—强度计算不考虑应力集中
一般工作期内应力变化次数<103(104)按静应力强度计算
2、复合应力下工作的零件
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1、失效形式:疲劳(破坏)(断裂)
2、疲劳破坏特征:
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。
2)断裂面:①光滑区(疲劳发展区)
②粗糙区(脆性断裂区)
3)无明显塑性变形的脆性突然断裂
4)破坏时的应力(疲劳极限)远小于材料的屈服极限
§2-3 机械零件的疲劳强度计算
一、变应力作用下机械零件的失效特征
3、疲劳破坏的机理:损伤的累积
4、影响因素:不仅与材料性能有关,变应力的循环特性,
应力循环次数,应力幅都对疲劳极限有很大影响。
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二、材料的疲劳曲线和极限应力图
——疲劳极限,循环变应力下应力循环N次后材料不发生疲劳破坏时的最大应力称为材料的疲劳极限
疲劳寿命(N)——材料疲劳失效前所经历的应力循环次数N
1、疲劳曲线: 应力循环特性一定时,材料的疲劳极限与应力循环次数之间关系的曲线
No —循环基数
—持久极限
1)有限寿命区
当N<103(104)—低周循环,疲劳极限接近于屈服极限,按静强度计算
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当N>103(104)——高周循环疲劳当时随循环次数↑疲劳极限↓
注意:有色金属和高强度合金钢无无限寿命区。
2)无限寿命区
——持久极限
对称循环:
脉动循环:
3)疲劳曲线方程
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