1、3-3 影響強度因素,一、應力集中的影響,由于實際零件與標準試件有很大區(qū)別，影響機械零件疲勞強度的因素有應力集中、尺寸效應、表面狀態(tài)、腐蝕介質(zhì)、加載順序和頻率等等，其中以前三項較為重要。,理論應力集中系數(shù)：在應力集中處，最大局部應力max與名義應力的比值。,引起應力集中的現(xiàn)象：截面形狀的突然變化處，如凹槽、孔、圓角、缺口等。,材料不同，應力集中的敏感性不同。強度極限愈高的鋼材，應力集中越敏感，鑄鐵則遲鈍很多。 常用有效應力集中系數(shù)k、k來考慮應力集中對疲勞強度的影響。,理論應力集中系數(shù),材料的敏感系數(shù),附表3-1,附表3-2,附表3-3,附圖3-1,注意：若在同一截面上同時有幾個應力集中源時，

2、應采用其中最大有效應力集中系數(shù)進行計算。,附表3-4、3-5,附表3-6、3-7,其它應力集中系數(shù)見,二、尺寸效應,零件尺寸越大，疲勞強度越低，稱為尺寸效應。 其原因是因為尺寸大時，材料晶粒粗，出現(xiàn)缺陷的概率多，機加工后表面冷作硬化層相對較薄，疲勞裂紋容易形成。,對于受彎曲和轉(zhuǎn)矩的零件，疲勞強度隨尺寸增大而降低的現(xiàn)象還與零件截面上承受非均勻分布的應力剃度有關(guān)，如右圖所示。,顯然，直徑較大的試件更容易發(fā)生破壞。,尺寸系數(shù)愈小表示疲勞強度降低愈大。,通常用 、 表示零件的尺寸系數(shù)。,附圖3-3,附圖3-2,螺紋聯(lián)接件的尺寸系數(shù)（因截面為圓形，故只有尺寸影響）見下表：,對于輪轂或滾動軸承與軸以過盈配

3、合相聯(lián)接時，可按 求出其有效應力集中系數(shù)與尺寸系數(shù)的比值 。如缺乏試驗數(shù)據(jù)，設(shè)計時可取 。,附表3-8,三、表面狀態(tài)的影響,零件表面質(zhì)量（主要指表面粗糙度，表面粗糙度參數(shù)值越小疲勞強度越高）對疲勞強度的影響，通常用 、 表示表面狀態(tài)的影響程度。,1、表面質(zhì)量,附圖3-4,2、表面處理,表面處理對疲勞強度影響用強化系數(shù) 表示。,附表3-9,附表3-10,附表3-11,則零件的極限應力圖為：,綜合考慮上述三個主要方面，則可獲得綜合影響系數(shù)K：,附表3-1 軸上環(huán)槽處的理論應力集中系數(shù),返回,下一頁,附表3-1 軸上環(huán)槽處的理論應力集中系數(shù),返回,下一頁,上一頁,附表3-1 軸上環(huán)槽處的理論應力集中

4、系數(shù),返回,上一頁,附表3-2 軸肩圓角處的理論應力集中系數(shù),返回,下一頁,附表3-2 軸肩圓角處的理論應力集中系數(shù),下一頁,上一頁,返回,附表3-2 軸肩圓角處的理論應力集中系數(shù),返回,上一頁,附表3-3 軸上橫向孔處的理論集中系數(shù),公稱扭轉(zhuǎn)應力,公稱彎曲應力,返回,0.88,查表過程,返回,返回,返回,附圖3-4 鋼材的表面質(zhì)量系數(shù),返回,注：滾動軸承與軸配合處的 值與表內(nèi)所列H7/r6配合的 值相同； 表中無相應的數(shù)值時，可按插入法計算。,附表3-8 零件與軸過盈配合處的 值,返回,附表39 表面高頻淬火的強化系數(shù)q,注：表中系數(shù)值用于旋轉(zhuǎn)彎曲，淬硬層厚度為0.91.5。應力集中 時，強化系數(shù)較高。,返回,附表310 化學熱處理的強化系數(shù)q,返回,附表311 表面硬化加工的強化系數(shù)q,返回,附表3-4 軸上鍵槽處的有效應力集中系數(shù),注：公稱應力按照扣除鍵槽的凈截面面積來求。,附表