文档介绍：§3-1 材料的疲劳特性
§3-2 机械零件的疲劳强度计算
§3-3 机械零件的抗断裂强度
§3-4 机械零件的接触强度
第三章机械零件的强度
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一、疲劳破坏及其特征:
1、疲劳破坏的定义:
2、特征:(与静应力破坏相比)
㈠金属承受的交变应力远小于其静载下的强度极限就可
能发生破坏。
㈡疲劳断裂过程分两个阶段:
第一阶段:形成初始裂纹或(疲劳源)
第二阶段:裂纹逐渐扩展至突然断裂
㈢疲劳断裂的断面明显的分成两个区:
光滑的疲劳发展区和粗糙的脆性断裂区
㈣不论是塑性材料或脆性材料制成的零件,疲劳断裂均为
脆性突然断裂。
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脆性断裂区
疲劳发展区
贝壳纹
疲劳源
(键槽)
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对称循环变应力
脉动循环应力
非对称循环变应力
规律性非稳定变应力
随机性非稳定变应力
变应力的种类:
稳定循环变应力
非稳定变应力
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规律性非稳定变应力随机性非稳定变应力
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材料疲劳的两种类别
材料的疲劳特性
交变应力的描述
sm─平均应力; sa─应力幅值
smax─最大应力; smin─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 对称循环应力
r=0 脉动循环应力
r=1 静应力
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疲劳曲线
材料的疲劳特性
机械零件的疲劳大多发生在s-N曲线的CD段,可用下式描述:
D点以后的疲劳曲线呈一水平线,代表着
无限寿命区其方程为:
由于ND很大,所以在作疲劳试验时,常
规定一个循环次数N0(称为循环基数),用N0
及其相对应的疲劳极限σr来近似代表ND和σr∞,于是有:
有限寿命区间内循环次数N与疲劳极限srN的关系为:
二、 s-N疲劳曲线
s-N疲劳曲线
详细说明
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三、极限应力图:
(σm~σa图表示)(等寿命疲劳曲线)
σ0/2
σ0/2
0
σ-1
σs
σm
A
B
G
C
σa
对应于不同应力比时,疲劳极限的特性
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极限应力线图
材料的疲劳特性
在工程应用中,常将等寿命曲线用直线来近似替代。
用A'G'C折线表示零件材料的极限应力线图是其中一种近似方法。
A'G'直线的方程为:
CG'直线的方程为:
yσ为试件受循环弯曲应力时的材料常数,其值由试验及下式决定:
对于碳钢,yσ≈~,对于合金钢,yσ≈~。
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例:某合金钢