外文翻译-静态应力下的强度设计

静态应力下的强度设计 于韧性材料的设计 试验结果 说明了无论是第三强度理论和第四强度理论对分析材料在延展性上的失效是可以采用的 。一个或其他这两种理论是工程师必须选择的东西。为了设计的目的，用第三强度理论是简单快速的。但如果问题是理解失败部分的原因的话，或许更适合运用第四强度理论。 从简单的拉伸试验中，在剪切屈服强度和张力的关系中，可以预测的第三和第四强度理论如下 = 22 （ 1） 在单轴应力的情况下 最大应力准则将是 y （ y （ 安全系数的条件是 =y y =2y y , y和 , 别是设计的许用压力和屈服于正常应力和剪应力的设计许用安全系数 （ 2）在合并弯曲和扭转的情况下，强调的最大应力条件下将 = 22 4 第三强度理论 = 22 3 第四强度理论 其中 安全系数的条件是 S=222y)( s (= s (其中 s是一个安全的允许结合因素 脆性材料的设计 本节关注的是故障， 或强度，脆性材料或通常考虑由于某些原因在脆性断裂方式的失效的材料，根据第一强度理论，发生脆性破坏的三个主应力的其中一个等于或超过材料的强度极限或部分。 脆性材料的最大应力准则可以通过分别指定 （ 呈现 不同应力下的强度设计 劳失效 机械零件经常在反复或波动的应力作用下磨损，尽管实际最大应力远低于材料的极限强度。当应力被多次重复是的这种磨损被称为疲劳破坏 疲劳破坏开始于一个小裂缝，只发生在宏观水平并并且 可能是一个不连续点，或者材料上的非常微小缺陷和小的表面损伤 。由于应力集中的影响，可能在没有预示的情况下导致在循环应力作用下使材料反复变形并且裂纹不断扩大直到该区域的抵抗变得非常小时瞬间发生断裂 疲劳破坏是以两个不同区域为特征，一个是被称为疲劳区的光滑表面，他的裂缝会随着不断反复按压在一起和配合表面的分离而逐步扩大 片 有三个初始裂纹并且他在一个小的，旋转的弯曲载荷上。通过电子显微镜可以观察到一些弧形疲劳线（也可以叫做海滩波纹） 力寿命的定义 当周期数 在这个疲劳区域的材料强度是 图 转弯曲载荷下疲劳破坏的截面 通过样品承受指定大小的反复载荷来确定。建立材料的疲劳强度，由于反复载荷的大小可能从极限强度下降直到没有疲劳失效的数值，所有一定 数量的测试是必要的。测试结果的绘制是例如一个 示意图或应力循环的示意图，它也叫做在对数坐标纸上的疲劳曲线， 疲劳强度。失效周期数值 典型的 说明了对钢制材料 完全扭转轴向疲劳测试的结果。 应力循环次数 图 个典型的钢的疲劳曲线 如图 劳失效，从 n = 1到 n = 1000 周期一般分为低周疲劳而相应的应力循环周期大于 1000被认为是高周疲劳。 图 表示， 线是通过有限寿命区和无限寿命区来区别的。在这个区域的边界线 N 叫做周期的临界值，较远的疲劳曲线变成水平线，疲劳曲线将不会出现不管周期有多大。疲劳强度对应的临界周期数叫做耐久极限或疲劳极限，疲劳应力设定为 r， 11和 0或 0，应力的比例r=r=1（对称的脉冲应力）和 r=0（变动应力）。 对于一些材料比如有色金属和合金，他们的疲劳曲线不会变成水平，故而一个真正的疲劳曲线是不会出现的。对于这样的金属他实际上接受指定的一个疲劳强度， 被定义为对应于所选生活的断裂应力值 N（应力循环次数）在 线中，例如 N= 107曲线。 在工程中，一般来说，疲劳寿命小于 1000或 10000（ N103或 N104在一些参考中）周期的部分可以采用静态设计准则。然而，对于一些重要的部分或结构例如化工容器在压应力下，采用低循环的设计标准。因为对于的大多数通用机械零部件的疲劳寿命需要高于 10周期，低循环的设计标准在本书中不需要详细论述。 在有限寿命区 103 N C 和 C，从试验结果建立了常数， 如说呢，当钢承受拉伸，压缩，弯曲和剪切应力， m=9;接触应力 ,m=8 假设临界的周期数为劳极限劳强 度到选定的应力循环次数 kN=m 命系数。 临 界的周期数 般来说，用硬度钢3500 106107和用硬度钢 35010 10725 107而有色金属， 25 107研究发现，标准曲线，从众多的耗时的疲劳试验得到的是难以用数学方法和疲劳设计中的应用。因此，实验表明提出的简化疲劳强度 失效的几种获取方法和实用方程。一个绘图的韧性材料的简化疲劳强度图称为折线简化图的方法。一个典型的韧性材料的疲劳强度图是显示在图。 m 在图中点 A（ 0， 1-）， B（ 20，20）， S（ i， 0）和 F(B， 0 )分别代表对称脉动强度，交替强度，屈服和材料的静态极限强度。如果考虑收益最大应力超过屈服强度的韧性断裂准则，直线是从点的 135一角的平均应力轴和停止在 E 点，对延长线 此，虚线表示简化疲劳设计准则构造。破线内的区域的 屈服和疲劳安全带而破线以外的地区是破坏区。很明显，任何一点代表的工作应力 (m， n)，这是地址断线内，更安全的一部分。同时点或虚线外 图 性材料的简化疲劳强度图 对 金属画折线简化图，相关的强度可从设计手册或其他工程设计手册列出实际方程。 用疲劳设计图 分析和预测在机械设计中的一个部分的疲劳寿命，所考虑的因素很多，如应力集中，零件的尺寸和表面条件，加载顺序和频率，各种各样的环境条件，因此，结合影响因素的情况下，依赖的是采用疲劳寿命的三个最有影响力的因素的考虑。让的应力集中系数，规模因素和表面状态的因素是 k(r)和 ( ) 分别，结合影响因素 ）（ k D 或 ）（ k D 可得到的 疲劳试验结果表明，这三个因素只影响应力幅 m。因此，允许的疲劳设计图是基于简化疲劳图和组合的影响因素如 立。 图 用疲劳设计