材料力学课件-交变应力.ppt

文档介绍：第十三章
交变应力
工程实例
本章要点
(1)交变应力的循环特性
(2)材料的持久极限
(3)持久极限的影响因素
(4)疲劳破坏的机理
重要概念
交变应力、循环特性、持久极限、疲劳破坏、循环振幅、
循环特征、平均循环应力
§13-1 交变应力及疲劳破坏
目录
§13-2 交变应力的循环特性应力幅度和平均应力
§13-3 材料的持久极限
§13-4 影响构件持久极限的因素
§13-5 对称循环下构件的疲劳强度计算
§13-6 持久极限曲线及其简化折线
§13-7 不对称循环下构件的疲劳强度计算
§13-8 弯曲和扭转组合交变应力下构件的疲劳强度计算
§13-9 提高构件疲劳强度的措施
§13-1 交变应力及疲劳破坏
大家考虑一下我们的日常所见,即可发现,工程中的许多载荷是随时间而发生变化的,而其中有相当一部分载荷是随时间作周期性变化的。例如火车的轮轴。
静平衡位置
一、定义:
交变应力:构件中点的应力状态随时间而作周期性变化的应力。
疲劳破坏:在交变应力下,虽然最大应力小于屈服极限,长期重复之后,也会突然断裂。即使是塑性较好的材料,断裂前也没有明显的塑性变形。这种破坏现象****惯上称为疲劳破坏。
二、交变应力所造成的危害:
机械零件的破坏
如列车轮轴的疲劳破坏会引起列车出轨。汽轮机任一叶片的疲劳破坏将打断整圈叶片,且破坏前无明显征兆,故常常令人防不胜防。
是由交变应力造成的,且危害性很大。如
。
。
(铸铁)构件在静载下脆性破坏的断
口相似。
,最大应力值一般低于静载荷作用下
材料的抗拉(压)强度极限σb,有时甚至低于屈服极限σs
,一般没有显著的塑性变形,即使是
塑性材料也是如此。在构件破坏的断口上,明显地存在着两
个区域:光滑区和颗粒粗糙区。
,应力随时间变化经过多次重复,其循环次
数与应力的大小有关。应力愈大,循环次数愈少。
二、疲劳破坏构件的特征: