機械設計基礎(下)第二章-文庫吧
2025-02-18 13:43 本頁面
【正文】 顯塑性變形的脆性突然斷裂 4）破壞時的應力（疲勞極限）遠小于材料的 屈服極限 σmax≤ σB或 σ max ≤ σS 17 2023年 4月 12日 18 2023年 4月 12日 塑性材料拉伸斷口形貌 脆性材料拉伸斷口形貌 材料疲勞破壞斷口形貌 光滑的疲勞發(fā)展區(qū) 粗糙的脆性斷裂區(qū) 19 2023年 4月 12日 疲勞破壞的機理：損傷的累積。 影響因素：不僅與材料抗疲勞性能有關，變應力的 循環(huán)特性，應力循環(huán)次數，應力幅 都對疲勞極限有 很大影響 。 當 σm、 γ一定時， σa越小， N越少，疲勞強度 越高。 20 2023年 4月 12日 O??NN 0N N??有限壽命區(qū)? ? N無限壽命區(qū))( NN ?? ??二、材料的疲勞曲線和極限應力圖 —— 疲勞極限，應力循環(huán)特性 γ下應力循環(huán) N次后材料不發(fā)生疲勞破壞時的最大應力。 疲勞壽命（ N） —— 材料疲勞失效前所經歷的應力循環(huán)次數 N。 疲勞曲線：應力循環(huán)特性一定時，材料的疲勞極限與應力循環(huán)次數之間關系的曲線。 N0 — 循環(huán)基數 — 持久極限 ??21 2023年 4月 12日 O??NN 0N N??有限壽命區(qū)? ? N無限壽命區(qū)1）有限壽命區(qū) 當 N103(104) —低周循環(huán)，疲勞極限接近于屈服極限，按靜強度計算。 )10(10 43?N )10( 43?0NN ?低周循環(huán)疲勞 高周循環(huán)疲勞 當 時隨循環(huán)次數 ↑疲勞極限 ↓ 043 1010 NN ??)(22 2023年 4月 12日 注意： 有色金屬和高強度合金鋼沒有無限壽命區(qū) ! 2）無限壽命區(qū) 0NN ? ?? ?? ?N—— 持久極限 對稱循環(huán)： 脈動循環(huán)： 0?0?1?? 1??3）疲勞曲線方程 ))(( 043 1010 NN ??隨循環(huán)次數 ↑疲勞極限 ↓。 O??NN 0N N??有限壽命區(qū)? ? N無限壽命區(qū)23 2023年 4月 12日 —— 壽命系數 壽命系數的意義：采用壽命系數，通過疲勞曲線方程， 可以計算出任意循環(huán)次數 N下的疲勞 極限應力 σrN。 24 2023年 4月 12日 幾點說明： ① N0 —— 與材料性質有關。 鋼 : 硬度 ≤350HBS， N0=107 硬度 ≥350HBS， N0=(10～ 25)x107 有色金屬 : 疲勞曲線無水平部分，規(guī)定 當 N025x107時 ,近似為無限壽命區(qū)。 ② m —— 與應力與材料的種類有關。 m =9 —— 拉、彎曲應力、剪應力。 m =6 —— 接觸應力。 m =9 —— 彎曲應力。 m =8 —— 接觸應力。 鋼： 青銅： ③ 應力循環(huán)特性越大，材料的疲勞極限越大，對零件強度越有利。對稱循環(huán)（應力循環(huán)特性 =－ 1）最不利！ 25 2023年 4月 12日 材料 的疲勞極限應力圖 —— 同一種材料在不同的應力循環(huán)特性下的疲勞極限圖。 以 為橫坐標、 為縱坐標，即可得材料在不同應力循環(huán)特性下的 — 曲線，即為材料的疲勞極限應力圖。 m? a?ma m a xm in ??? ?),( am ????? ?m a x每種應力循環(huán)特性下都對應著該材料的最大應力： 再由應力循環(huán)特性可求出： 26 2023年 4月 12日 45 176。O? ? ??? B? s45 176。C ? mB???????G39。A39。D39。? a — 強度極限點 ???如圖 A′B曲線上的點對應著不同應力循環(huán)特性 下的材料疲勞極限 A? BD?C— 對稱疲勞極限點 — 脈動疲勞極限點 — 屈服極限點 27 2023年 4月 12日 45 176。O? ? ??? B? s45 176。C ? mB???????G39。A39。D39。? aA′——對稱疲勞極限點 1m a x10 ????????? ?????? ?amA′（ 0,σ－ 1） 28 2023年 4月 12日 45 176。O? ? ??? B? s45 176。C ? mB???????G39。A39。D39。? aB ——強度極限點 Bma?????? ????? limm a x,1,0B（ σB， 0） 29 2023年 4月 12日 45 176。O? ? ??? B? s45 176。C ? mB???????G39。A39。D39。? aD′——脈動疲勞極限點 022m ax ????? ????? ?maD′（ σ0/2, σ0/2 ） 30 2023年 4月 12日 45 176。O? ? ??? B? s45 176。C ? mB???????G39。A39。D39。? aC ——屈服極限點 塑性材料： Bs ?? ?C (σs,0) 31 2023年 4月 12日 材料簡化極限應力線圖： ——簡化極限應力圖 作法：考慮塑性材料的最大應力不超過屈服極限，由 C點作 135176。斜線與 A’D’的延長線交于 G’，得到 45 176。O? ? ??? B? s45 176。C ? mB???????G39。A39。D39。? aCGDA ??? ???32 2023年 4月 12日 45 176。O? ? ??? B
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