材料力学 综合辅导内容梗概zhn1zhn14.doc

文档介绍：随时间作周期性变化的应力称为交变应力。即使低于屈服极限,交变应力也会引起构件的突然断裂,且断裂前无明显的塑性变形。这种现象称为疲劳失效。疲劳失效的原因是构件尺寸突变或内部缺陷部位的应力集中诱发微裂纹;在交变应力作用下,微裂纹不断萌生,集结沟通,形成宏观裂纹并突然断裂。
本章引入了一系列基本概念,例如:应力循环,循环周期,最大、最小循环应力,循环特征(应力比),持久极限,条件持久极限,应力集中系数,构件的尺寸系数,表面质量系数,持久极限曲线等。掌握这些概念,是分析交变应力问题的前提。
影响构件持久极限的因素有:构件外形,构件尺寸和表面质量;分别用应力集中系数,构件尺寸系数和表面质量系数描述。利用这些系数,可将光滑小试样对称循环下的持久极限换算成实际构件的持久极限。
对称循环下构件疲劳强度计算的关键是确定其持久极限。持久极限除以安全系数得许用应力。如果构件危险点处的最大工作应力小于许用应力,则构件不会发生疲劳失效。
非对称循环下构件疲劳强度计算的关键仍燃是持久极限的确定。出发点则是非对称循环光滑小试样的持久曲线或其简化折线。对实际构件,需计入应力集中,尺寸和表面质量的影响。这些因素只影响应力幅而对平均应力无影响。利用这一结果,可把光滑小试样的持久曲线换算成构件的持久极限曲线,进而求得构件的持久极限。然后,求出许用应力,用作强度计算的依据。
弯扭组合下的交变应力在工程中十分常见。在同步的弯扭组合对称循环下,光滑小试样的持久极限中的弯曲正应力和扭转剪应力满足椭圆关系;在这一椭圆关系中引入应力集中、尺寸和表面质量等影响因素,可得到实际构件持久极限中弯曲正应力和扭转剪应力应满足的椭圆关系,进而可得对称循环弯扭交变应力下的疲劳强度条件。将这一条件稍做推广,可得非对称循环弯扭交变应力的疲劳强度条件。