机械零件的疲劳强度设计.ppt

1、1.第二章，机械零件的疲劳强度设计，第一节概述，1。负载分类，1。循环可变负载a)稳定循环可变负载b)不稳定循环可变负载2)随机可变负载，2。随机变量应力，静态应力，规则不稳定变量应力，2。压力分类，1。应力类型，可变应力，随机可变应力和循环可变应力对称循环，脉动循环，非对称循环，3，2，稳定循环中可变应力的基本参数和类型，1)基本参数，应力循环特性，最大应力，最小应力，平均应力和应力振幅，2)稳定循环中的可变应力类型，-1 1不对称=1静态应力，1对称=0脉动，4，3，疲劳失效，4 2)断裂表面：光滑区域(疲劳发展区域)，粗糙区域(脆性断裂区域)， 3)脆性突然断裂，无明显塑性变形；4)破坏

2、过程中的应力(疲劳极限)远小于材料的屈服极限；2)疲劳破坏机理：损伤累积；3)影响因素：材料性能、变应力循环特性、应力循环次数和应力幅值都对疲劳极限有很大影响。 第二节疲劳极限中的疲劳曲线和极限应力图：在循环可变应力下经过n次应力循环后，当材料没有遭受疲劳破坏时的最大应力称为材料的疲劳极限。疲劳寿命：疲劳失效前材料经历的应力循环次数。1.应力循环特性不变时材料的疲劳极限和应力循环次数之间的关系曲线。6，耐久极限，1)无限寿命区，循环基础，耐久极限，对称循环，脉动循环，7，2)有限寿命区，当N103(104)处于低循环时，疲劳极限接近屈服极限，其根据静态强度计算。当N103(104)经受高循环疲

3、劳时，疲劳极限随循环次数变化，3)疲劳曲线方程，8，疲劳极限，一些解释：2)硬度350HBS钢，编号=106107；350HBS钢，编号=10 x107 25x107；有色金属(无水平部分)编号=25x107。3)m指数与应力和材料类型有关。拉压应力、弯曲应力和扭转剪应力m=9；接触应力m=6。青铜弯曲应力m=9；接触应力m=8。1)KN寿命系数，当NNo时，N=否。9，2，当疲劳寿命不变时，相同材料在不同应力循环特性下的疲劳极限图，r :-1 1，A :对称循环极限应力点，B :脉动循环极限应力点，C :静态强度极限应力点，10，高塑性钢，AD疲劳强度线；钆屈服强度线。不允许塑性变形，11，

4、高塑钢线方程：低塑钢或铸铁线方程：12，第三节，影响零件疲劳强度的主要因素，1。应力集中的影响，当零件加载时，应力集中将发生在突然的几何变化(圆角、凹槽、孔、螺纹、过盈配合等)。)。对应力集中的敏感性与零件的材料有关。通常，材料的强度和硬度越高，它们对应力集中越敏感。疲劳缺口系数，13，2，零件尺寸的影响，尺寸系数，当零件尺寸过大时，材料的晶粒尺寸较厚；冷热加工中出现缺陷的可能性很高；加工后，表面冷加工硬化层相对较薄，对零件的疲劳强度有较大的不利影响。14，三。表面状态、表面状态系数和表面质量的影响是指表面粗糙度、表面强化和工作环境。强化冷加工工艺，如淬火、氮化、渗碳、热处理、抛光、喷丸和轧制

5、。15，4。综合影响系数，表示材料的极限应力幅与零件的极限应力幅之比。零件的疲劳极限，16，第4节中稳定循环应力下零件的疲劳强度，单向应力下零件的安全系数，仅承受单向拉伸、压缩、弯曲、扭转等。零件的极限应力图应为A1B1D1G，疲劳强度线A1D1屈服强度线GD1，直线方程A1D1:17，以确定零件危险截面上的工作应力点n。极限应力点N1在极限应力线上确定。应力增长规律：(1)当难以确定零件的工作应力增长规律时。最大的压力点是N1。OA1D1为疲劳强度区，OD1G为屈服强度区，这是大多数转轴的应力状态。18.a)工作应力点位于OA1D1，根据疲劳强度计算，零件疲劳极限为，强度条件为，19。b)工作应力点位于OD1G，极限应力是根据静强度计算的，因此很难判断工作应力点落在哪个区域，所以可以根据两个公式同时计算两个安全系数。20，(2)，受载弹簧在振动时的应力状态，OA1DEE为疲劳强度区，ED1G为屈服强度区，a)工作应力点位于OA1DEE，强度条件：同时按两个公式进行校核，21，(