機械零件的強度PL

1、 本章重點：本章重點： 變應(yīng)力的種類變應(yīng)力的種類 疲勞曲線及極限應(yīng)力曲線的用途疲勞曲線及極限應(yīng)力曲線的用途主要內(nèi)容主要內(nèi)容： 變應(yīng)力的基本類型及參數(shù)變應(yīng)力的基本類型及參數(shù) 疲勞曲線及極限應(yīng)力曲線疲勞曲線及極限應(yīng)力曲線 零件的疲勞強度零件的疲勞強度本章難點：本章難點： 極限應(yīng)力曲線的理解及應(yīng)用極限應(yīng)力曲線的理解及應(yīng)用 p.22第三章 機械零件的強度 p.223-1載荷及應(yīng)力: 名義載荷 載荷系數(shù) 計算載荷 名義應(yīng)力 計算應(yīng)力1.基本定義:在理想的平穩(wěn)工作條件下作用在零件上的在理想的平穩(wěn)工作條件下作用在零件上的載荷。載荷。考慮各種附加載荷影響而引入的系數(shù)。考慮各種附加載荷影響而引入的系數(shù)。名義載荷

2、與載荷系數(shù)的乘積名義載荷與載荷系數(shù)的乘積KF、KT、KM按名義載荷求得的應(yīng)力按名義載荷求得的應(yīng)力按計算載荷求得的應(yīng)力按計算載荷求得的應(yīng)力 強度強度 零件承受載荷后，抵抗發(fā)生斷裂或超過容許限度的殘余變形的能力與載荷及應(yīng)力有關(guān)3-2機械零件的強度:3-3機械零件的疲勞強度2.載荷及應(yīng)力的分類:靜載荷變載荷載荷當max、min均維持常數(shù)穩(wěn)定變應(yīng)力(交變應(yīng)力)當max和min的數(shù)值隨時間而改變不穩(wěn)定的變應(yīng)力 交變應(yīng)力隨時間作周期性變化的應(yīng)力應(yīng)力及分類: *一個應(yīng)力循環(huán)一個應(yīng)力循環(huán)構(gòu)件中的應(yīng)力由“最大值 最小值最大值”的這一過程。 (maxmin)2 應(yīng)力幅應(yīng)力幅 a1）分類）分類2）交變應(yīng)力的特征及典

3、型的交變應(yīng)力）交變應(yīng)力的特征及典型的交變應(yīng)力*最大應(yīng)力最大應(yīng)力max *最小應(yīng)力最小應(yīng)力min 靜應(yīng)力不隨時間變化，103變應(yīng)力不斷隨時間變化 穩(wěn)定變應(yīng)力 不穩(wěn)定變應(yīng)力平均值 (平均應(yīng)力平均應(yīng)力m)atmmaxmin *變化規(guī)律minmax= 應(yīng)力循環(huán)特性應(yīng)力循環(huán)特性 * 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)應(yīng)力循環(huán)次數(shù) = 1對稱對稱 圖9-1 .C 當min0 (或max0) 當maxmin 1 靜應(yīng)力靜應(yīng)力 圖a= 0 脈動循環(huán)脈動循環(huán) 圖d 當m0 (maxmin)tttt非對稱對稱=1脈動= 0 靜=+1靜應(yīng)力是靜載荷下產(chǎn)生的，但靜載荷產(chǎn)生的不一定是靜應(yīng)力拉壓3-2機械零件的強度: 強度計算通式 lim=（

4、正應(yīng)力） lim = （切應(yīng)力） 關(guān)鍵: 的計算 的取值1.失效形式失效形式： 2.許用應(yīng)力許用應(yīng)力 塑性材料過大的殘余變形(正確運用材力有關(guān)公式)：復(fù)合應(yīng)力復(fù)合應(yīng)力：材料力學(xué)基本強度理論一靜應(yīng)力作用下的強度計算： 脆性材料斷裂S/S屈服極限/S強度極限二變應(yīng)力作用下的強度計算 簡單應(yīng)力簡單應(yīng)力:（單向應(yīng)力） 拉 ； 彎 ; 剪 ; 扭3.計算應(yīng)力計算應(yīng)力二變應(yīng)力作用下的強度計算：1.失效形式失效形式: =r /S ；=r/S 疲勞極限 r = ?rr3.許用應(yīng)力許用應(yīng)力:零件本身零件本身應(yīng)力集中(有效應(yīng)力集中系數(shù)絕對尺寸(尺寸系數(shù))表面質(zhì)量(表面狀態(tài)系數(shù)) （）疲勞曲線疲勞曲線疲勞斷裂應(yīng)力性

5、 質(zhì)、大小、有關(guān)-1、0、+1 (應(yīng)力性 質(zhì)) 材料極限應(yīng)力圖材料極限應(yīng)力圖2.計算應(yīng)力：計算應(yīng)力：簡單應(yīng)力max ；max復(fù)合應(yīng)力材料力學(xué)基本強度理論零件極限應(yīng)力圖零件極限應(yīng)力圖=1當當NN0 : rN= r = 1當當 r無限循環(huán)不破壞當當NN0(CD段) :NrmrrNkNN0（33）N0循環(huán)基數(shù)CNmrNrN：對應(yīng)N的疲勞極限N rN r : 材料的疲勞極限(N=N0)1:=1的疲勞極限(N=N0)0NCNmrmrN3-3機械零件的疲勞強度：p.23KN 壽命系數(shù)壽命系數(shù)求材料在求材料在不同不同N下的疲勞極限下的疲勞極限作業(yè):3-1 p.41103 104靜應(yīng)力低周疲勞NrN1求求材料

6、材料在在不同循環(huán)特性下的疲勞極限不同循環(huán)特性下的疲勞極限(r ) C ( S， 0)：屈服極限 A(0， -1 )： 對稱循環(huán)疲勞極限 D(0 /2， 0/2 )： 脈動循環(huán)疲勞極限(1)在OA G C 內(nèi)為安全區(qū) 直線CG的方程：a+m=s 直線A G的方程：-1= a+m 其中：常數(shù)常數(shù) (0.10.3)001/)2( G：交點交點2.(簡化)GamADC450/20/2-1sO聯(lián)接AD, 過C作45線( m)amADGC450/20/2-1s02K (零件的零件的極限應(yīng)力圖極限應(yīng)力圖) )基本問題基本問題:考慮考慮零件零件在在各類應(yīng)力變化規(guī)律下的各類應(yīng)力變化規(guī)律下的疲勞極限疲勞極限一.零

7、件的零件的極限應(yīng)力圖極限應(yīng)力圖: : p.24p.24 零件的極限應(yīng)力圖與材料的極限應(yīng)力圖相似ADGAA ; DD應(yīng)力集中(幾何形狀變化)尺寸(大小)表面質(zhì)量(加工質(zhì)量，強化因素)只使極限應(yīng)力幅改變（減少）?？紤]考慮零件零件影響引入K 修正-1 、0 Ok1K 彎曲疲勞綜合影響系數(shù)amC450/2s02K -1K ADGO1.在OA G C 內(nèi)為安全區(qū)2. AG線上任一點 縱橫坐標之和 = 零件的疲勞極限qkK1) 11(3-12)lim=max= m + a3GC線上任一點縱橫坐標之和=零件的疲勞極限=零件材料的屈服極限S：lim=m + a= Sk零件的有效應(yīng)力集中系數(shù)(附附34, 附表附表326, p.37) 零件的尺寸系數(shù) (附圖附圖32、3 , 附表附表37、8, p.39) 零件的表面質(zhì)量系數(shù)(附圖附圖34, p.40) q 零件的強化系數(shù)(附表附表39、10、11 , p.41)作業(yè):3-2,3-4(已知K=2.4) p.41小結(jié)小結(jié):1.基本概念: 失效、承載能力、主要失效形式及計算準則 強度(整體整體斷裂、過大的殘余變形、疲勞斷裂、 表面磨損、壓潰、點蝕) 剛度過大的彈性變形 載荷(名義、計算、靜載荷、變載荷) 應(yīng)力(計算、靜、變應(yīng)力、簡單應(yīng)力、復(fù)合應(yīng)力) 交變應(yīng)力(特征max, 、min、 a 、m 、N 典型的交變應(yīng)力)tttt 靜=+1非對稱對