1、載荷和應力載荷Loads: 力force 彎矩bending moment torque 扭矩Torque 靜載荷static load循環(huán)載荷repeated load沖擊載荷impact load 2) 應力Stresses: 拉應力tension stress 壓應力compression stress 剪切應力shear stress 靜應力static stress 交變應力varying stress 規(guī)律性不穩(wěn)定變應力非規(guī)律性不穩(wěn)定變應力變應力分為：穩(wěn)定變應力不穩(wěn)定變應力對稱循環(huán)變應力脈動循環(huán)變應力非對稱循環(huán)變應力規(guī)律性不穩(wěn)定變應力非規(guī)律性不穩(wěn)定應力三種典型應力r = +1r =

2、 -1r = 0靜應力只能由靜載荷產生，變應力可能由變載荷或靜載荷產生。a0tt0a在變應力下，零件的主要失效形式為：疲勞破壞3) 描述變應力的主要參數(shù) max, 最大應力maximum stress min, 最小應力minimum stress m, 平均應力mean stress a, 應力幅stress amplitude r, 循環(huán)特性 stress ratio 強度設計準則 1) 最大應力條件: 2) 安全系數(shù)條件: 材料拉伸試驗比例極限spProportional limit彈性極限seElastic limit屈服極限ssYield limit強度極限sbUltimate st

3、rength彈性階段屈服階段強化階段頸縮斷裂階段塑性材料應力-變形圖特點：無屈服現(xiàn)象無塑性變形脆性材料的應力-變形圖靜應力下的強度設計 1) 塑性材料 2) 脆性材料變應力下的強度設計 a) 疲勞斷裂時：受到的 低于 ，甚至低于 。 b) 斷口通常沒有顯著的塑性變形。不論是脆性材料，還是塑 性材料，均表現(xiàn)為脆性斷裂。更具突然性，更危險。表面光滑表面粗糙疲勞破壞特征：疲勞試驗Motor試件軸承疲勞試驗 3-1 材料的疲勞特性 疲勞極限fatigue limitrNN(在一定循環(huán)特性下)rm: 材料常數(shù)N0: 循環(huán)基數(shù)KN: 壽命系數(shù)N0: 循環(huán)基數(shù)所有應力循環(huán)的疲勞極限中，以對稱循環(huán)的疲勞極限為

4、最低。 (應力循環(huán)次數(shù)N一定)DGC 材料的極限應力線圖疲勞極限的影響因素 尺寸系數(shù): 有效應力集中系數(shù): k 表面質量系數(shù): 表面強化系數(shù): q 綜合影響系數(shù): K ADGC 3-2 機械零件的疲勞強度計算（一）單向穩(wěn)定變應力的疲勞強度計算 a. r=Cb. m=Cc. min=C注：對于有限壽命設計問題，須將各式中的 和 換成 N 次 循環(huán)下的有限壽命疲勞極限 和 。 （二） 單向不穩(wěn)定規(guī)律性變應力的疲勞強度計算 疲勞損傷累積假說 Miner,s rule1n12n23n34n4maxnOmaxNO1n1N12 n2N23 n3 N3-1 -1 NDMiner法則：在規(guī)律性不穩(wěn)定變應力中各

5、應力的作用下，損傷是獨立進行的，并且可以線性地累積成總損傷。當各應力的壽命損傷率之和等于1時，則會發(fā)生疲勞破壞。即： 上式即為Miner法則的數(shù)學表達式，亦即疲勞損傷累積假說。 若材料在這些應力作用下，未達到破壞，則有：令不穩(wěn)定變應力的計算應力為：則： ca -1 ，其強度條件為：極限情況： 實驗表明： 1）當應力作用順序是先大后小時，等號左邊值 1； 一般情況有： （三）雙向穩(wěn)定變應力的疲勞強度計算 將a及a代入到極限應力關系可得：是只承受切向應力或只承受法向應力時的計算安全系數(shù)。于是求得計算安全系數(shù)： 當零件上所承受的兩個變應力均為不對稱循環(huán)時，有：1、接觸應力(赫茲應力)H Heinrich Rudolf Hertz 海因里希魯?shù)婪蚝掌?18571894)，德國物理學家。 3-4 機械零件的接觸強度B機械零件中各零件之間的力的傳遞，總是通過兩個零件的接觸形式來實現(xiàn)的。F: 法向力 normal force b: 圓柱長度 cylinder length 1, 2: 泊松比 Poissons ratio E1，E2：彈性模量elastic modulus 1, 2: 曲率半徑radius of curv