机械设计-第三章-机械零件的强度

机械设计(3)、机械零件的断裂强度、机械零件的疲劳强度计算、第三章机械零件的强度、机械零件的接触疲劳强度、机器的疲劳特性、3.1材料的疲劳特性、3.1.1负载和应力、随时简化周期性或非周期性变形的负载。汽车齿轮箱中的齿轮、轴、轴承等的负载全部是可变负载。考虑载荷的时间不均匀性、分布的不均匀性以及其他影响因素而修改名义载荷的载荷。1，负载，2，标称负载和计算的负载，静态负载：随时间变化或变化缓慢或相对较小的负载。零件受到的重力，锅炉稳定运行时受到的压力等。可变负载，标称负载Fn，根据功率比计算工作在零件上的负载。表示载荷FCA计算，3.1材料的疲劳特性，3，应力，静态应力，可变应力，随时间变化或变化的应力。表示随时间变化的应力。注意：只能在静态载荷下生成静态应力。静态载荷和可变载荷都可以产生可变应力。大多数机械零件在自适应应力状态下工作。3.1材料的疲劳特性、4、自适应应力的说明、应力比(循环特性):平均应力：应力幅度：说明规则性的自适应应力的5个参数，但其中只有两个参数是独立的。疲劳曲线、一条、s-n疲劳曲线、s-n疲劳曲线、3.1.2材料的疲劳曲线、3.1材料的疲劳特性、应力循环特性r记录在特定条件下由多个最大应力，静态应力强度(AB段):N103，max几乎不随N变化，几乎可以视为静态应力强度。低周疲劳(BC段):nmax C点的周期数约为104。有限寿命疲劳阶段(CD段):已证明大多数机器零件的疲劳来自CD段，可以用以下格式描述：无限寿命阶段(d点后的水平线):d点表示材料的无限寿命疲劳极限，用符号sigma sigma r表示，只要用符号sigma max sigma r表示可用说明： rn-有限寿命疲劳极限；C-测试常数；M-材料常数。s-n疲劳曲线，3.1材料的疲劳特性，由于ND很大，疲劳测试中的循环数N0(称为循环式)，材料的寿命系数，3.1材料的疲劳特性，2，等寿命疲劳曲线(极限应力曲线)，如果应力比不同，则疲劳极限的应力宽度与平均应力之间的关系曲线。在工程应用中，通常用直线近似替换等寿命曲线。极限应力线，3.1材料的疲劳性质，已知的a点座标：(0，-1)D点座标：( 0/2，0/2)， 963354试样受到循环弯曲应力时的材料常数。碳钢：0.1 0.2；合金钢：0.2 0.3。已知c点坐标：(S，0)CG线的斜率：k=tan 135=-1，ag线的随机点表示特定周期特性的疲劳极限。CG直线上任意点的最大应力已达到屈服极限应力。3.1材料的疲劳特性，表示如果恰好落在AGC折线上，应力正好达到疲劳破坏的极限。如果应力点位于OAGC外部，则可能发生疲劳破坏。周期应力参数(m，a)在OAGC内时，不会发生疲劳破坏。疲劳破坏准则：3.2机械零件疲劳强度计算，一，影响零件疲劳强度的主要因素，应力集中，零件大小，表面状态，k -应力集中系数；-大小系数； -表面质量系数；q -表面强化系数。复合影响系数：是由于实际零件的几何形状、大小、加工质量和强化元素与材料标准试件不同，因此零件的疲劳极限小于材料标准试件的疲劳极限。由于零件形状的急剧变化而引起的局部应力增加现象。应力集中存在会降低零件的疲劳极限。在其他条件相同的情况下，零件的绝对大小越大，疲劳强度越低。零件的表面状态包括表面加工和表面处理。加强零件表面的处理，提高零件表面的平滑度，可以提高零件的疲劳强度。还可以表示机械零件的疲劳强度计算1，2，零件的极限应力线，k 零件的对称周期疲劳极限-1与零件的对称周期疲劳极限-1e的比率。也就是说，材料标准试件的极限应力线的直线ADG按比例向下移动，成为右侧图中显示的线a d g ，极限应力曲线的CG部分是根据静态应力要求考虑的，因此无需修改。这将生成零件的最终应力线图形。3.2机械零件的疲劳强度计算，线AG g 的方程式：线CG 的方程式：ae -零件的最终应力幅度；me -零件接收的极限平均应力；e-零件弯曲的材料特性。3，计算单向稳定变应力下的疲劳强度，3.2计算机械零件的疲劳强度，机械零件疲劳强度计算步骤：根据零件危险截面max和min确定平均应力m和应力振幅a；安全系数和疲劳强度条件在极限应力线上显示相应的工作应力点m或n ( m， a)。M 或N 的位置与周期应力的变化规律相关。应力比率常数：r=C，可能发生的应力变化规律：平均应力为常数m=C，最小应力为常数min=C，点为曲线AGC上的极限应力点M 或n ( m， a，3.2机械零件的疲劳强度计算，应力比常数：通过原点线倾斜：结果M1 点的坐标( me ， AE)，ray OM，与极限应力点M1 的AG 相交。疲劳强度条件：OAG 区域，3.2机械零件的疲劳强度计算，必须在AGC中标识M2，N2，平均应力分别等于M2，N2，me=m，N，平均应力为常数：m=C，最小应力为常数min=C，3.2机械零件的疲劳强度计算(min=m-a=C，m点为45条线，则直线上的所有点处的最小应力相等)。M3是极限应力点。在OAJ区域，最小应力为负，很少出现在实际机器上，因此不进行讨论。点o，G 是一条直线，每个直线与横坐标成45，得到三个区域：OAJ，OJGI，IGC。MM3 方程式：AG 的方程式：疲劳强度条件：OJGI区域，IGC区域内：IGC区域，但在工程实际上，工作应力小于允许的应力时发生的突然中断。因此，用现有的强度理论计算高强度材料结构的强度问题有些危险。断裂力学是研究有裂缝或尖隙的结构或构件的强度和变形规律的研究。3.3机械零件的断裂强度，传统强度理论：工作应力允许应力，低应力脆性断裂，当两个零件用点、线连接时，接触的局部产生更大的应力。此应力称为接触应力，此时零件的强度称为接触强度。3.4机械零件的接触疲劳强度、齿轮、凸轮、滚动轴承等两个常用零件的接触。其中1和2分别是两个零件初始接触线上的曲率半径。其中，正号用于外部接触，负号用于内部接触。3.4机械零件的接触疲劳强度，对于生产线接触，最大接触应力是赫兹应力公式计算：确定接触疲劳强度的条件：接触失败形式疲劳管接头，案例和分析，示例1。已知零件极限必须由c点位置、工作应力smax(sm，sa)组成。