文档介绍：Coca-cola standardization office【ZZ5AB-ZZSYT-ZZ2C-ZZ682T-ZZT18】
机械零件的强度
沈阳工业大学备课用纸
第三章 机械零件的强度
：
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103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，零件产生疲劳破坏。
：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。
：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。
：
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) 疲劳破坏是一个损伤累积的过程，有发展的过程，需要时间。
4) 疲劳断口分为两个区：疲劳区和脆性断裂区。
§3-1 材料的疲劳特性
一、应力的分类
1、静应力:大小和方向均不随时间改变,或者变化缓慢。
2、变应力:大小或方向随时间而变化。
1）稳定循环变应力: 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 对称循环应力
r=0 脉动循环应力
r=1 静应力
沈阳工业大学备课用纸
2）非稳定循环变应力: 参数随时间变化的变应力。
（1）规律性非稳定变应力:参数按一定规律周期性变化的称为。
（2）随机变应力：随机变化的。
二、疲劳曲线
1、-N曲线：应力比r一定时，表示疲劳极限（最大应力）与循环次数N之间关系的曲线。典型的疲劳曲线如下图示：
－N疲劳曲线
大多数零件失效在C点右侧区域,称高周疲劳区N>104
高周疲劳区以N0为界分为两个区：
有限寿命区(CD)： N＜N0，循环次数N,对应的极限应力。
曲线可分为AB BC CD D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。也称应变疲劳（疲劳破坏伴随塑性变形）
——条件疲劳极限。
曲线方程为
M-材料常数
N0-循环基数
沈阳工业大学备课用纸
无限寿命区：N≥N0时，曲线为水平直线，对应的疲劳极限是一个定值，用 表示。当材料受到的应力不超过时，则可以经受无限次的应力循环而不疲劳破坏。 即寿命是无限的。
——疲劳极限（）
因为
所以
2、等寿命疲劳曲线（极限应力线图）
定义：循环次数一定时，应力幅与平均应力间的关系曲线。
理论疲劳曲线：
经过试验得二次曲线如下图。
即在曲线
KN-寿命系数
图中，曲线上任意一点的横纵坐标之和为最大应力。代表应力比为一定值的疲劳极限。
（寿命为循环基数N0）
在曲线内为无限寿命。曲线外为有限寿命。
实际疲劳曲线：
沈阳工业大学备课用纸
在直线CG，上任何一点均有
A，G，线 —— 疲劳强度线。其上的点表示疲劳极限应力
由A,、G,两点坐标可得A，G，线直线方程
其中 （试件受循环弯曲应力时的材料常数）
碳钢
合金钢
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 机械零件的疲劳强度计算
一、零件的极限应力线图
引入 Ｋσ—弯曲疲劳极限的综合影响系数
则
σ-1—材料对称循环弯曲疲劳极限
、—直线
A，G，上任意点坐标。
由于零件几何形状的变化、尺寸大小、加工质量及强化因素等的影响，使得零件的疲劳极限要小于材料试件的疲劳极限。
在不对称循环时，Ｋσ为试件与零件极限应力幅的比值。
σ-1e—零件对称循环弯曲疲劳极限
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