【文章內(nèi)容簡介】 續(xù)因素 ? 理論應力集中系數(shù) 式中： ? max、 ? max—— 應力集中源處產(chǎn)生的最大正應力和切應力； ?、 ? —— 應力集中源處的名義正應力和切應力。 ? 有效應力集中系數(shù) 式中： ? ? 1—— 無應力集中試件的對稱循環(huán)彎曲疲勞極限和扭轉剪切疲勞極限； ? 1k、 ? 1k—— 有應力集中試件的對稱循環(huán)彎曲疲勞極限和扭轉剪切疲勞極限。 ?????????kkkk1111???????????????????m a xm a x理論應力集中系數(shù)與有效應力集中系數(shù)的關系式 ： 式中： q—— 敏感系數(shù) 強度極限愈高的鋼 q 值愈大，對應力集中愈敏感 鑄鐵零件由結構形狀引起的應力集中遠低于內(nèi)部組織的應力集中，故取 q = 0，而 k? = k?= 1 )1(1 ??? ?qk 強度極限 ?B/MPa 鋼的敏感系數(shù) 2．絕對尺寸的影響 ? 影響 其他條件相同，零件截面的絕對尺寸愈大，其疲勞極限愈低 ? 原因 截面尺寸大時材料晶粒較粗，出現(xiàn)缺陷的概率大，表面加工硬化層相對厚度較薄 ? 絕對尺寸系數(shù) 式中： ? 1d、 ? 1d—— 直徑為 d的無應力集中試件的彎曲疲勞極限和扭轉剪切疲勞極限 ? ? 1—— 無應力集中標準試件的對稱循環(huán)彎曲疲勞極限和扭轉剪切疲勞極限 ?????????1111????????dd3．表面狀態(tài)的影響 ? 表面狀態(tài)系數(shù) 式中： ? 1b、 ? 1b—— 某種表面質量的試件的彎曲疲勞極限和扭轉剪切疲勞極限； ? ? 1—— 表面拋光試件 無 b? 資料時，可近似取 b? ? b? ? b ? 鑄鐵 對于加工后的表面狀態(tài)很不敏感，故取 b? ? b? = 1 ? 鋼的強度極限愈高，表面愈粗糙，表面狀態(tài)系數(shù)愈低。 ? 用高強度合金鋼制造的零件，其表面應有較高的加工質量。 ? 對零件表面實行不同的強化處理，如表面化學熱處理、高頻表面淬火、表面硬化加工等，均可不同程度地提高零件的疲勞強度。 ?????????1111??b??bb?b? 4．綜合影響系數(shù) ? 試驗研究表明： 應力集中、絕對尺寸和表面狀態(tài)都只對變應力的變化部分即應力幅有影響，而對變應力的不變部分即平均應力沒有明顯影響 ? 綜合影響系數(shù) 式中： ? ? 1 —— 試件的對稱循環(huán)彎曲疲勞極限和扭轉剪切疲勞極限 ? 1e、 ? 1e—— 零件的對稱循環(huán)彎曲疲勞極限和扭轉剪切疲勞極限 ???????????????????????b???b???kKkKee1111四、對稱循環(huán)穩(wěn)定變應力下零件的疲勞強度計算 ? 以正應力為例： ? 對稱循環(huán)穩(wěn)定變應力 ? m = 0， ? max = ? a， r = 1 ? N0次循環(huán)時的零件疲勞極限為 ? 循環(huán)次數(shù)為 N時零件的疲勞極限為 ? 對稱循環(huán)穩(wěn)定變應力下 零件的疲勞強度安全系數(shù)為 111 ??? ?? ?b??????? kKe1111 ???? ??? ?b????????NNeNNe kkKkk][m a xl i m?????? SσσkkβεσKσkσσσσSNNNe ????????a1a1a1例題 1 一 ≤350HBS鋼制零件， ? B = 770 MPa， ? S = 400 MPa，? 1 = 250 MPa。承受對稱循環(huán)變應力， ? max = ? a = 80 MPa。已知零件的 k? = ， ?? = ， b? = ， N0 = 107， m = 9。取 [S?] = ，試校核此零件的疲勞強度。 ? 解： 1．按無限壽命計算 ? 當 N N0時，取 N =N0 ? 壽命系數(shù) ? 零件的疲勞強度安全系數(shù) 不安全 ][8025011???????? ?????? SσσkkβεSNa110109 770 ??? mN NNk2．按有限壽命計算 （取 N = 106） ? 壽命系數(shù) ? N = 106時零件的疲勞強度安全系數(shù) 故安全 10109670 ??? mN NNk][801?????? ??????? SσσkkβεSNa第四節(jié) 非對稱循環(huán)穩(wěn)定變應力下 機械零件的疲勞強度計算 一、疲勞極限應力圖 ? 疲勞極限應力圖 將根據(jù)不同的循環(huán)特性試驗得到的疲勞極限數(shù)值描繪在 ? m— ? a坐標系中得到的線圖 ? 塑性材料的疲勞極限應力圖 —— 近似呈拋物線分布 ? 曲線上任一點的橫坐標 ?r m和縱坐標 ?r a分別為材料的極限平均應力和極限應力幅 ? A： ?r m=0， r =1， ?r a= ? 1 —— 對稱循環(huán)點 ? F： ?r a=0， r =+1， ?r m= ? B —— 靜強度極限點 ? B： ? r m=?r a= ? 0/2， r =0 —— 脈動循環(huán)點 ? 疲勞極限應力圖的簡化 ? 在橫坐標軸上取 屈服極限點 S（ ?r m = ? S），過 S點作與橫坐標軸成135176。 直線與 AB連線的延長線交于 E，得折線 AES ? AE為材料的 疲勞極限曲線， ES為 塑性極限曲線 ? ES線上各點均為 ? lim = ?r m + ?r a = ? S ? 試件的工作應力點（ ? m， ? a）處于折線以內(nèi)時，為 疲勞和塑性安全區(qū)。 ? 直線 AE的方程為 ? 直線 ES的方程為 式中： y?—— 將平均應力折合為應力幅的 等效系數(shù) 對于碳鋼 y?= ~ 合金鋼 y?= ~ ?????????????00112σσσψσψσσ rr maSam σσσ rr ??二、非對稱循環(huán)穩(wěn)定變應力下 機械零件的疲勞強度計算 1．零件的疲勞極限應力圖 ? 綜合影響系數(shù)只對極限應力幅有影響，壽命系數(shù)對極限平均應力和極限應力幅均有影響 ? A′ E′ S折線 —— 零件的（許用的）疲