材料力學(xué)課件：交變應(yīng)力

交變應(yīng)力30六月20242２、材料持久極限、構(gòu)件持久極限第十三章交變應(yīng)力1、基本概念與幾個(gè)基本量3、對(duì)稱循環(huán)的疲勞強(qiáng)度計(jì)算4、材料力學(xué)性能的進(jìn)一步研究3§13－１概述一、交變應(yīng)力：

構(gòu)件內(nèi)的應(yīng)力隨時(shí)間作周期性變化，

交變應(yīng)力又稱為重復(fù)應(yīng)力4怎樣弄斷鐵絲？5二、疲勞破壞的發(fā)展過程:1、亞結(jié)構(gòu)和顯微結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從而永久損傷形核。2、產(chǎn)生微觀裂紋。3、微觀裂紋長大并合并，形成“主導(dǎo)”裂紋。4、宏觀主導(dǎo)裂紋穩(wěn)定擴(kuò)展。5、裂紋失穩(wěn)，結(jié)構(gòu)忽然斷裂。三、疲勞破壞的特點(diǎn):2，經(jīng)過一定的時(shí)間發(fā)生忽然斷裂；3，破壞面呈脆斷；4，“斷口”明顯分為∶

裂紋源、光滑區(qū)、粗糙區(qū)1，工作應(yīng)力遠(yuǎn)小于極限應(yīng)力；6§13－2交變應(yīng)力常用術(shù)語循環(huán)特征：應(yīng)力幅：平均應(yīng)力：循環(huán)周期∶T最大應(yīng)力最小應(yīng)力穩(wěn)定交變應(yīng)力：循環(huán)特征及周期不變。7幾種特殊的交變應(yīng)力：1、對(duì)稱循環(huán)：82、脈動(dòng)循環(huán)：3、靜循環(huán)：9§13－3材料持久極限及其測(cè)定材料持久極限(疲勞極限):

—

N

曲線（應(yīng)力壽命曲線）N0——循環(huán)基數(shù)，無限壽命

r——材料持久極限NA——循環(huán)次數(shù)，有限壽命

A——有限持久極限循環(huán)應(yīng)力不超過某個(gè)“限度”,

材料經(jīng)無數(shù)次循環(huán)而不破壞，

這個(gè)“限度”稱為“疲勞極限”用

r

表示。所謂“材料”即用“光滑小試件”進(jìn)行測(cè)試材料的持久極限即“光滑小試件”的持久極限10§13－4構(gòu)件持久極限及其計(jì)算構(gòu)件持久極限——

r

o

r

o與

r

的關(guān)系：1、K

——有效應(yīng)力集中系數(shù)：2、

——尺寸系數(shù)：3、

——表面質(zhì)量系數(shù)：11

如果為切應(yīng)力，將上述公式中的正應(yīng)力換為切應(yīng)力即可∶對(duì)稱循環(huán)下(r=-1)上述各系數(shù)均可查表而得。12§13－5對(duì)稱循環(huán)下，構(gòu)件的疲勞強(qiáng)度計(jì)算一、對(duì)稱循環(huán)的疲勞容許應(yīng)力:二、對(duì)稱循環(huán)的疲勞強(qiáng)度條件:n為安全系數(shù)13例13-5-1、旋轉(zhuǎn)碳鋼軸上，作用一不變的力偶

M=0.8kNm，軸表面經(jīng)過精車，

b=600MPa，

–1=250MPa，規(guī)定n=1.9，試校核軸的強(qiáng)度。解：①確定危險(xiǎn)點(diǎn)應(yīng)力及循環(huán)特征為對(duì)稱循環(huán)

②查圖表求各影響系數(shù)，計(jì)算構(gòu)件持久限。（1）求K

查圖得∶14（2