材料力学之交变应力

交变应力§11–1交变应力与疲劳破坏§11–2材料与构件的持久极限§11–3

对称循环下构件的疲劳强度计算§11–１交变应力与疲劳破坏一、交变应力：构件内一点处的应力随时间作周期性变化，这

种应力称为交变应力。交变应力二、交变应力的几个名词术语循环特征：应力幅：平均应力：交变应力smsminsmaxsaTtssmt三、几种特殊的交变应力：1.对称循环：交变应力sminsmaxsaTsts2.脉动循环：3.静循环：交变应力sminsmaxsatssmsmsminsmax例1发动机连杆工作时最大拉力Pmax=58.3kN，最小拉力Pmin=55.8kN，螺纹内径为d=11.5mm，试求

a

、

m

和r。解：交变应力四、疲劳破坏的发展过程:1.亚结构和显微结构发生变化，从而永久损伤形核。2.产生微观裂纹。3.微观裂纹长大并合并，形成“主导”裂纹。4.宏观主导裂纹稳定扩展。5.结构失稳或完全断裂。交变应力材料在交变应力下的破坏，习惯上称为疲劳破坏。三、疲劳破坏的特点:2.断裂发生要经过

一定的循环次数3.破坏均呈脆断4.断口分区明显。

（光滑区和粗糙区）交变应力§11–2材料与构件的持久极限一、材料持久极限(疲劳极限)：

循环应力只要不超过某个“最大限度”,构件就可以经历无数次循环而不发生疲劳破坏，这个限度值称为“疲劳极限”，用

r

表示。二、

—N

曲线（应力—寿命曲线）：N0—循环基数。

r—材料持久限。交变应力N(次数)sNAsAsrN0三、构件持久极限—

r

01.K

—有效应力集中系数（P349）：2.

—尺寸系数（P352）：交变应力3.

—表面质量系数（P353）：如果循环应力为剪应力，将上述公式中的正应力换为剪应力即可。对称循环下，r=-1。上述各系数均可查表而得。交变应力例2阶梯假轴如朵图，名材料劣为铬偿镍合权金钢得，

b=9腿20乔MP碗a，

–1=夫42赞0M肥Pa娇，

–1=露25动0M更Pa险，恰分别紧求出也弯曲丢和扭温转时户的有对效应龄力集交中系哗数和烈尺寸怨系数迈。解：咳1.蚕弯曲五时的殊有效赚应力籍集中数系数坝和尺除寸系辰数由图表查有守效应椅力集尝中系庙数由表直查尺西寸系系数交变侵应力f50f40r=52.扭考转时愧的有际效应摔力集衣中系糠数和亭尺寸汗系数由图表查有仪效应悄力集懂中系娇数应用巾直线般插值络法由表仿查尺着寸系迫数交变怜应力f50f40r=5§1飞1–测3对称庙循环督下构件苗的疲说劳强俩度计插算一、对称唐循环李的疲劳颂容许罪应力括:二、对称揭循环写的疲劳漠强度浮条件隶:交变腥应力扭转民交变纪应力易：例3旋转找碳钢朽轴上惠，作厦用一害不变类的力吓偶M=0纳.8悬kN党·m烈，轴挠表面躁经过臣精车想，

b=6俊00怀MP恰a，

–1=软25央0M匀Pa察，规定n=1亮.9华，试校姿核轴妖的强乔度。解：①确定洗危险朝点应凳力及琴循环卖特征为对侵称循军环交变桑应力f70f50r=7篇.5MM③强度雾校核②查图柳表求露各影吴响系寒数，亿计算日构件张持久械极限椒。求K

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