材料試件與零件的極等限應(yīng)力線圖的特點(diǎn)及繪制

1、一、材料的極限應(yīng)力線圖：機(jī)械零件的工作應(yīng)力并不總是對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力。為此需要構(gòu)造極限應(yīng)力線圖來求出符合實(shí)際工作應(yīng)力循環(huán)特性的疲勞極限，作為計(jì)算強(qiáng)度時(shí)的極限應(yīng)力。在作材料試驗(yàn)時(shí)，通常是求出對(duì)稱循環(huán)的疲勞極限-1和脈動(dòng)循環(huán)的疲勞極限0 。把這兩個(gè)極限應(yīng)力標(biāo)在如下所示的m-a圖上。由于對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力的平均應(yīng)力m=0，最大應(yīng)力等于應(yīng)力幅，所以對(duì)稱循環(huán)疲勞極限在圖中以縱坐標(biāo)軸上的a點(diǎn)來表示。由于脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力的平均應(yīng)力及應(yīng)力幅均為m=a=0/2，所以脈動(dòng)循環(huán)疲勞極限以由原點(diǎn)0所作45射線上的d點(diǎn)來表示。直線ad上任何一點(diǎn)都代表了一定循環(huán)特性時(shí)的疲勞極限。橫軸上任何一點(diǎn)都代表應(yīng)力幅等于零的應(yīng)力，即靜應(yīng)力。取

2、c點(diǎn)的坐標(biāo)值等于材料的屈服極限s，則cg上任何一點(diǎn)均代表max=m+a=s的變應(yīng)力狀況。零件材料（試件）的極限應(yīng)力曲線即為折線agc。材料中發(fā)生的應(yīng)力如處于oagc區(qū)域以內(nèi)，則表示不發(fā)生破壞；如在此區(qū)域以外，則表示一定發(fā)生破壞；如正好處于折線上，則表示工作應(yīng)力狀況正好達(dá)到極限狀態(tài)。二、零件的極限應(yīng)力線圖：由于零件幾何形狀的變化、尺寸大小、加工質(zhì)量及強(qiáng)化因素等的影響，使得零件的疲勞極限要小于材料試件的疲勞極限。如以彎曲疲勞極限的綜合影響系數(shù)表示材料對(duì)稱循環(huán)彎曲疲勞極限-1與零件對(duì)稱循環(huán)彎曲疲勞極限-1e的比值，即則當(dāng)已知及-1時(shí),就可以不經(jīng)試驗(yàn)而估算出零件的對(duì)稱循環(huán)彎曲疲勞極限為:在不對(duì)稱循環(huán)時(shí)

3、,是試件的與零件的極限應(yīng)力幅的比值。把零件材料的極限應(yīng)力線圖中的直線adg按比例向下移，成為下圖所示的直線adg，而極限應(yīng)力曲線的cg部分，由于是按照靜應(yīng)力的要求來考慮的，故不須進(jìn)行修正。零件的極限應(yīng)力曲線由折線agc表示。直線ag的方程為： 或 直線cg的方程為：式中：-1e 零件的對(duì)稱循環(huán)彎曲疲勞極限；ae零件受循環(huán)彎曲應(yīng)力時(shí)的極限應(yīng)力幅；me零件受循環(huán)彎曲應(yīng)力時(shí)的極限平均應(yīng)力；e 零件受循環(huán)彎曲應(yīng)力時(shí)的材料特性， 試件受循環(huán)彎曲應(yīng)力時(shí)的材料特性，其值由試驗(yàn)決定。 彎曲疲勞極限的綜合影響系數(shù)，式中：k零件的有效應(yīng)力集中系數(shù)（腳標(biāo)表示在正應(yīng)力條件下，下同）；零件的尺寸系數(shù)；零件的表面質(zhì)量系數(shù)；q零件的強(qiáng)化系數(shù)。以上各系數(shù)的值見有關(guān)資料。同樣，對(duì)于切應(yīng)力的情況，可以仿照上面公式，并以代換,得出極限應(yīng)力曲線的方程為:或及式中：e 零件受循環(huán)切應(yīng)力時(shí)的材料特性， 試件受循環(huán)切應(yīng)力時(shí)的材