文档介绍：载荷及应力的分类
、载荷的分类
静载荷
变载荷
——不随时间改变或变化缓慢
——随时间作周期性或非周期性变化
名义载荷
计算载荷
——理想工作条件下的载荷
——作用于零件的实际载荷
计算载荷
名义载荷
=
K ×
载荷系数
?
第2章机械零件的工作能力和计算准则
、应力的分类
静应力
变应力
——不随时间改变或变化缓慢
——随时间作周期性或非周期性变化
变应力
稳定变应力——周期性循环变应力
非稳定变应力——非周期性循环变应力
稳定变应力
非对称循环变应力
对称循环变应力
脉动循环变应力
σ=常数
σ
t
t
σmax
σmin
σa
σm
σmax
σa
σm
σmax
σa
σmin
对称循环变应力
脉动循环变应力
非对称循环变应力
静应力
O
σ
t
O
σ
O
σ
t
O
几个应力参数
循环特征:
——表示应力变化的情况
对称循环— r =
-1;
脉动循环— r =
0;
非对称循环—
r≠ 0 且| r | ≠ 1;
静应力— r =
+1
用σr 表示循环特征为 r 的变应力。如σ-1、σ0等
平均应力:
应力幅:
对称循环:σm= 0; σa=σmax
脉动循环:σm=σa=σmax / 2
注意:
变载荷→变应力
静载荷→静应力?
或变应力
n
P
● a
n
、机械零件的强度
主要失效形式:断裂或塑性变形
强度条件:σ≤[σ] 或τ≤[τ]
塑性材料:
许用应力:
σlim 、τlim —极限应力
s —安全系数
σlim = σs ;τlim = τs
脆性材料:
σlim = σB ;τlim = τB
σs、τs—材料屈服极限
σB、τB—材料强度极限
、两种判断零件强度的方法
、变应力作用下的强度问题
主要失效形式:疲劳破坏
初始裂纹
疲劳区(光滑)
粗糙区
强度条件:σ≤[σ]
σlim = ?
疲劳破坏与零件的变应力循环次数有关
N
σ
σrN
σr
N
N0
疲劳曲线
N —应力循环次数
σrN —疲劳极限(对应于N)
N0 —循环基数
σr —持久极限
轴
有限寿命区
无限
由此得:
与应力状态有关的指数
通常 S ≥ 1
变应力时,取σlim = σr(无限寿命) 或σlim = σrN(有限寿命)
各种材料的σr可从有关手册中查取
、安全系数
安全系数小——失效的可能小大
安全系数大——机械零件的体积庞大
协调处理
影响因素如下:
与应力计算有关的因素:
应力计算所依据的载荷值的不精确性
应力计算用的力学模型与实际状况之间的差异
与材料的极限应力有关的因素
材料机械性能本身的变化
零件尺寸效应的不确定性
不同毛坯制取方法及机械加工工艺对材料机械性能的影响
与零件的重要性有关(等级):
一级:零件的破坏要引起人身事故
二级:零件的破坏要引起严重的设备事故,修
理费用昂贵
三级:零件的破坏要使机器停机修理
四级:零件的破坏不会使机器立即停止工作
选择原则:保证安全可靠的前提下,仅可能选用较小的叙用安全系数
、提高零件强度的措施
两个方面:结构设计
制造工艺
1)结构方面
--合理布置零件减少载荷