機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)(下)第二章(已修改)
2025-03-08 13:43 本頁(yè)面
【正文】 第一篇 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 總 論 篇 第二章 機(jī)械零件的強(qiáng)度 本章主要介紹機(jī)械零件在靜應(yīng)力和變應(yīng)力時(shí)的強(qiáng)度計(jì)算，極限應(yīng)力圖繪制及應(yīng)用 。 ★ 重點(diǎn)內(nèi)容： 變應(yīng)力時(shí)機(jī)械零件的強(qiáng)度計(jì)算 Δ難點(diǎn)內(nèi)容： 變應(yīng)力時(shí)機(jī)械零件的強(qiáng)度計(jì)算 2023年 4月 12日 167。 21 載荷與應(yīng)力的分類 167。 22 靜應(yīng)力時(shí)機(jī)械零件的強(qiáng)度計(jì)算 ★ Δ 167。 23 機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度計(jì)算 167。 24 機(jī)械零件的接觸強(qiáng)度 3 2023年 4月 12日 167。 21 載荷與應(yīng)力的分類 一、載荷的分類 隨機(jī)變載荷 變載荷： 靜載荷 : 如鍋爐的壓力、勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的離心力、自重等。 循環(huán)變載荷 穩(wěn)定循環(huán)變載荷： 不穩(wěn)定循環(huán)變載荷： 如往復(fù)式動(dòng)力機(jī)械的曲軸。 如汽車、農(nóng)業(yè)機(jī)械等。 計(jì)算載荷 Pca KPPca ?載荷系數(shù) K 載荷 名義載荷 P 4 2023年 4月 12日 隨機(jī)變應(yīng)力 靜應(yīng)力 : 不隨時(shí)間變化或變化緩慢的應(yīng)力 。 規(guī)律性不穩(wěn)定變應(yīng)力 二、應(yīng)力的分類 應(yīng)力種類 變應(yīng)力：隨時(shí)間變化 的應(yīng)力。 不穩(wěn)定變應(yīng)力 一個(gè)循環(huán)O?Ot t?? o t 5 2023年 4月 12日 穩(wěn)定循環(huán)變應(yīng)力 ——T、 σm、 σa均不變 對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力 脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力 非對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力 6 2023年 4月 12日 穩(wěn)定循環(huán)變應(yīng)力的基本參數(shù)和種類 a) 基本參數(shù) : 應(yīng)力循環(huán)特性 : 2m inm ax ??? ??m 2 m inm ax ??? ??am axm in??? ?平均應(yīng)力 : 應(yīng)力幅 : 11 ???? ?am ?? ??m a x am ??? ??m in最大應(yīng)力 : 最小應(yīng)力 : 5個(gè)參數(shù)中，知道兩者，其余即可求出。 一般常用如下參數(shù)組合描述應(yīng)力的特性： σ m和 σa。 σmax和 σmin。 σmax和 σm am ??? ??ax am ??? ??min am ??? ??max am ?? ??min7 2023年 4月 12日 b) 穩(wěn)定循環(huán)變應(yīng)力種類： γ = –1 —— 對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力 0,1 m inm a xm a xm in ???????ma ???????8 2023年 4月 12日 γ = 0 —— 脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力 2,0,0 m a xm inm a xm in ??????? ?????ma9 2023年 4月 12日 1 γ +1 —— 不對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力 γ = +1 —— 靜應(yīng)力 am ??? ??m a x am ??? ??m in? o t 10 2023年 4月 12日 對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力 脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力 非對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力 其中，最不利的是對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力。 11 2023年 4月 12日 注意： 靜應(yīng)力只能由靜載荷產(chǎn)生，而變應(yīng)力可能由變載荷產(chǎn)生，也可能由靜載荷產(chǎn)生！ ?Oa?tOta名義應(yīng)力 ——由名義載荷產(chǎn)生的應(yīng)力 計(jì)算應(yīng)力 ——由計(jì)算載荷產(chǎn)生的應(yīng)力 )(?? )( caca ?名義應(yīng)力和計(jì)算應(yīng)力 12 2023年 4月 12日 一、單向應(yīng)力下的塑性零件 ???????????????????][][][][ssscasca???????????????????][][sssscascas167。 22 靜應(yīng)力時(shí)機(jī)械零件的強(qiáng)度計(jì)算 強(qiáng)度條件： 或： （失效形式：塑性變形） σs、 τs——材料的屈服極限 Sσ、 Sτ——計(jì)算安全系數(shù) [s]σ、 [s]τ——許用安全系數(shù) 13 2023年 4月 12日 二、復(fù)合應(yīng)力時(shí)的塑性材料零件 （失效形式：塑性變形） 設(shè)單向正應(yīng)力和切應(yīng)力分別為 σ和 τ ]/[][422 ssca ????? ???? ]/[][3 22 ssca ????? ????由第三強(qiáng)度理論：（最大剪應(yīng)力理論） 由第四強(qiáng)度理論：（最大變形能理論） 第三強(qiáng)度理論取 : 2?ss??第四強(qiáng)度理論取 : 3?ss??14 2023年 4月 12日 ][)(sssssca ???222 ?????][22ssssssca ???????復(fù)合應(yīng)力計(jì)算安全系數(shù)為： 三、脆性材料與低塑性材料 脆性材料極限應(yīng)力： —— 強(qiáng)度極限 B? ????][][ sBca ?? ?? ?? ][ sscaB ??????][][ sBca ?? ?? ?? ][ sscaB ?? （失效形式：斷裂） 或： 單向應(yīng)力狀態(tài) 強(qiáng)度條件： 或： 15 2023年 4月 12日 按第一強(qiáng)度條件： （ 最大主應(yīng)力理論 ） ][][)( sBca?????? ????? 22 421 ][ ss Bca ???? 22 42????復(fù)合應(yīng)力下工作的零件 注意： (1) 低塑性材料強(qiáng)度計(jì)算應(yīng)計(jì)入應(yīng)力集中的影響。 (2) 脆性材料強(qiáng)度計(jì)算不考慮應(yīng)力集中。 (3) 一般工作期內(nèi)應(yīng)力變化次數(shù) 103（ 104）， 按靜應(yīng)力強(qiáng)度計(jì)算。 16 2023年 4月 12日 ★ Δ 167。 23 機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度計(jì)算 一、變應(yīng)力作用下機(jī)械零件的失效特征 失效形式：疲勞斷裂 疲勞破壞特征： 1） 斷裂過(guò)程 ：①產(chǎn)生初始裂紋 （應(yīng)力較大處） ②裂紋尖端在切應(yīng)力作用下反復(fù) 擴(kuò)展，直至產(chǎn)生疲勞裂紋。 2） 斷裂面 ：①光滑區(qū)（疲勞發(fā)展區(qū)） ②粗糙區(qū)（脆性斷裂區(qū)） 3）無(wú)明
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