機(jī)械零件的強(qiáng)度

強(qiáng)度：影響零件工作能力最重要的因素材料、試件：靜應(yīng)力強(qiáng)度實(shí)際零件：變應(yīng)力強(qiáng)度3-1材料的疲勞強(qiáng)度一、變應(yīng)力的基本強(qiáng)度0t

0t

a

m

min

max0t

a

m

max0t

a=

max

min二、變應(yīng)力的基本參數(shù)

變應(yīng)力參數(shù)：5個(gè)三、材料疲勞的兩種類(lèi)別

maxNADCB3-2高周疲勞和機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度計(jì)算一、疲勞曲線(xiàn)

rNN

rCD有限壽命區(qū)無(wú)限壽命區(qū)

rN—N曲線(xiàn)1.疲勞極限

r：對(duì)應(yīng)于循環(huán)基數(shù)N0時(shí)的疲勞極限

有限壽命區(qū)

N<N0

無(wú)限壽命區(qū)

N≥N02.不同r下的疲勞極限

r

rNNr=0.5r=0r=-1二、材料（試件）的極限應(yīng)力線(xiàn)圖極限應(yīng)力線(xiàn)圖：

m—

a圖1.作圖已知：

s

-1

02.分析

橫坐標(biāo)：

a=0，r=+1，靜應(yīng)力，C點(diǎn)（

s，0）

縱坐標(biāo)：

m=0，r=-1，對(duì)稱(chēng)循環(huán)應(yīng)力，

A′點(diǎn)（

0,

-1）

過(guò)原點(diǎn)作45°線(xiàn)，

a=

m=，r=0，

脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)力，D′點(diǎn)（

,）

過(guò)C作45°線(xiàn)，CG′

線(xiàn)表示

max=

m+

a=

s

曲線(xiàn)上任一點(diǎn)代表r的疲勞極限

m+

a

在區(qū)域內(nèi)安全，線(xiàn)上極限應(yīng)力狀態(tài)，線(xiàn)外破壞

線(xiàn)外疲勞破壞

線(xiàn)外靜強(qiáng)度破壞

材料特性

三、零件的極限應(yīng)力線(xiàn)圖

零件（幾何形狀、尺寸、加工質(zhì)量、強(qiáng)化）

的疲勞極限要小于材料的疲勞極限。1.作圖2.分析C點(diǎn)（

s，0）A點(diǎn)（

0,

-1e）D點(diǎn)四、單向穩(wěn)定變應(yīng)力時(shí)機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度計(jì)算單向：零件截面上只受一維應(yīng)力（拉、壓、彎、扭）計(jì)算步驟：（1）求危險(xiǎn)截面上的

max和

min,計(jì)算出

a和

m（2）畫(huà)零件的極限應(yīng)力線(xiàn)圖（3）判斷零件的失效形式（4）用計(jì)算法或作圖法求穩(wěn)定變應(yīng)力三種典型的應(yīng)力變化規(guī)律：1.r=C轉(zhuǎn)軸tt0

ab作圖：

已知：

過(guò)原點(diǎn)O作射線(xiàn)OM（或ON）

交折線(xiàn)AGC于M’點(diǎn)（或N’點(diǎn)）

求

求

強(qiáng)度計(jì)算2.

m=C彈簧

0t

m作圖：

已知：

過(guò)M點(diǎn)（或N點(diǎn)）作縱軸平行線(xiàn)MM′(或NN′)

交AGC于M′點(diǎn)（或N′點(diǎn)）

求

求

強(qiáng)度計(jì)算3.

min=C變載荷螺栓

0t

過(guò)M（或N）作與水平線(xiàn)交45°線(xiàn)的射線(xiàn)，

min=

m-

a=C

求

求

強(qiáng)度計(jì)算注意：1.當(dāng)零件應(yīng)力變化規(guī)律未知時(shí)按r=C處理。

2.對(duì)于有限壽命疲勞強(qiáng)度計(jì)算時(shí)：五、單向不穩(wěn)定變應(yīng)力時(shí)的疲勞強(qiáng)度計(jì)算不穩(wěn)定變應(yīng)力規(guī)律性：機(jī)床、機(jī)械手非規(guī)律性：汽車(chē)彈簧

0tT規(guī)律性不穩(wěn)定變應(yīng)力→疲勞損傷積累假說(shuō)（M.A.Miner）轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定變應(yīng)力非規(guī)律性不穩(wěn)定變應(yīng)力→統(tǒng)計(jì)強(qiáng)度理論→轉(zhuǎn)換為規(guī)律性不穩(wěn)定變應(yīng)力→疲勞損傷積累假說(shuō)→轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定變應(yīng)力

0tMiner假說(shuō)：零件在變應(yīng)力作用下發(fā)生破壞的過(guò)程中，內(nèi)部損傷是逐步積累的，達(dá)到一定程度即發(fā)生破壞。假設(shè)：1.破壞與加載順序無(wú)關(guān)；

2.損傷率

相同，則疲勞損傷程度相

同（與過(guò)載大小無(wú)關(guān)）計(jì)算方便：選擇計(jì)算應(yīng)力（當(dāng)量應(yīng)力）計(jì)算應(yīng)力：作用時(shí)間長(zhǎng)，數(shù)值大，起主要破壞作用的應(yīng)力——

1六、雙向穩(wěn)定變應(yīng)力時(shí)的疲勞強(qiáng)度計(jì)算零件剖面同時(shí)承受二維應(yīng)力（法向+切向）稱(chēng)為雙向應(yīng)力。1.對(duì)稱(chēng)循環(huán)：

影響最大為應(yīng)力幅實(shí)驗(yàn)得出極限應(yīng)力關(guān)系：2.非對(duì)稱(chēng)循環(huán)

對(duì)稱(chēng)化七、提高機(jī)械零件疲勞強(qiáng)度的措施