【文章內(nèi)容簡介】 表示。 am ?? ?塑性材料疲勞極限應(yīng)力圖 ?45a?m?o無限壽命 極限應(yīng)力線 m??a??? ?1,0 ?? ?A? ?0,sC ??)2,2( 00 ??D ? 三個 特殊點 A39。、 D39。、 C 分 別為 對稱循環(huán)、脈動循環(huán)、以及靜應(yīng)力下的極限應(yīng)力點。 極限應(yīng)力線上的點稱為極限應(yīng)力點。 極限應(yīng)力線上的每個點，都表示了某個應(yīng)力比下的極限應(yīng)力 。 ??am ??? ??? ?? 塑性材料的疲勞極限應(yīng)力圖簡化方法： 考慮塑性材料的最大應(yīng)力不超過屈服極限，故由屈服極限點 C作135176。 （與軸）斜線與 A39。D39。連線的延長線交于 G39。，得折線 A39。D39。G39。C，線上各點的橫坐標為極限平均應(yīng)力，線上各點的縱坐標為極限平均應(yīng)力幅。 ?45a?m?o?45? ?0,sC ?疲勞強度線 m??a?? 屈服強度線 )( am s??? ?? ??? ?1,0 ?? ?A)2,2( 00 ??D ?G?A39。D39。G39。段 的方程為： 0012??????? ?式中： －－ 等效系數(shù) ????? ma ???? ?1sma ??? ????G39。C段 的方程為： ?45a?m?o?45? ?0,sC ?疲勞強度線 m??a?? 屈服強度線 )( am s??? ?? ??? ?1,0 ?? ?A)2,2( 00 ??D ?G?本章附錄 ???????????????limlim（一）零件結(jié)構(gòu)的理論應(yīng)力集中系數(shù) 零件受載時，在幾何形狀突變處（圓角、凹槽、孔等）要產(chǎn)生應(yīng)力集中，對應(yīng)力集中的敏感程度與零件的材料有關(guān)，一般材料強度越高，硬度越高，對應(yīng)力集中越敏感，如合金鋼材料比普通碳素鋼對應(yīng)力集中更敏感（玻璃材料對應(yīng)力集中更敏感）。 理論應(yīng)力集中系數(shù) 1)( ??? ??（二）疲勞強度降低系數(shù)或有效應(yīng)力集中系數(shù) 應(yīng)力集中系數(shù) 1)( ??? kk?????????)1(1)1(1????????qkqk（三）絕對尺寸及截面形狀影響系數(shù)（尺寸及截面形狀系數(shù)） 由于零件尺寸愈大時，材料的晶粒較粗，出現(xiàn)缺陷的概率大，而機械加工后表面冷作硬化層相對較薄，所以對零件疲勞強度的不良影響愈顯著。 尺寸系數(shù) 1)( ??? ??（四）表面質(zhì)量系數(shù) 零件加工的表面質(zhì)量（主要指表面粗糙度）對疲勞強度的影響。 鋼的強度極限越高，表面愈粗糙，表面狀態(tài)系數(shù)愈低，所以用高強度合金鋼制零件為使疲勞強度有所提高，其表面應(yīng)有較高的表面質(zhì)量。 1)( ??? ??表面狀態(tài)系數(shù) （五）強化系數(shù) 可采取改善表面狀態(tài)的措施來提高零件的疲勞強度，如淬火、滲氮、滲碳、熱處理、拋光、噴丸、滾壓等冷作工藝。 1?q?強化系數(shù) 綜合影響系數(shù) 由于零件尺寸及幾何形狀變化、加工質(zhì)量及強化因素等的影響，使得零件的疲勞極限要小于材料試件的疲勞極限。用疲勞極限的綜合影響系數(shù) Kσ表示。 167。 32 機械零件的疲勞強度計算 ??????kk ee1111 ???? ???Kσ只對應(yīng)力幅有影響，而對平均應(yīng)力無影響 —— 試驗證明。 零件的 極限應(yīng)力線圖 —— ADGC線 不變)0,()20,20()20,20()1,0()1,0(sCKDDKAA???????????????三個特征坐標 值的變化 說明 1Kσ為綜合影響系數(shù)， 只影響 σa 2Kσ只影響 AG線的位置。 作圖 已知 σ1 、 σ0 、 σs 、 Kσ 、 根據(jù)公式計算出 A、 D坐標值 作圖如下： 1找 A、 D兩點。 A（ 0， σ1e）， D（ σ0/2， σ0e/2） 2連接 AD并延長與 CG’交于 G點。 D’（ σ0/2， σ0/2） A’（ 0， σ1） σm C’（ σB ， 0） σa G’ C（ σS ， 0） 45176。 45176。 σ0/2 σ0/2 0 ? G ?e A（ 0,σ1e） D（ σ0/2， σ0e/2） M’(σ39。m, σ39。a) M’’(σ39。me, σ39。ae) σ0e/2 零件的極限應(yīng)力線圖 （一）單向穩(wěn)定變應(yīng)力時機械零件的疲勞強度計算 1. r＝常數(shù)，絕大多數(shù)轉(zhuǎn)軸中的應(yīng)力狀態(tài)； 簡單加載 m=常數(shù)，振動著受載彈簧中的應(yīng)力狀態(tài)； 復(fù)雜加載 min=常數(shù)，緊螺栓聯(lián)接中螺栓桿上先產(chǎn)生最小拉應(yīng)力。 復(fù)雜加載 =c時 C(σs， 0) A39。 (0, σ1) σa σm D39。 (σo/2, σo/2) G39。 45o O A G M M139。 N N139。 A作圖 B計算公式及其推導(dǎo) 分為兩個區(qū)域： 1工作點落在 AGO區(qū)內(nèi)時，極限應(yīng)力點在 AG線上，有可能發(fā)生疲勞失效。 2工作點落在 CGO區(qū)內(nèi)時，極限應(yīng)力點在 CG線上，有可能發(fā)生屈服失效。 以 O為頂點，過 OM兩點作射線交 AG線或 CG線于 M’點，M’點即為極限應(yīng)力點。 常數(shù)????????mamaamamr??????????11m a xm i n(1)若 M?1落在 AG線上 ：疲勞失效 sKsOMKAGmacaaememeaemameae????????????????????????????????????11:,得到求出線線方程(2)若 M’1落在 CG線上 ：屈服失效 ssamsca ??? ???sssKsamscamaca????????????????或1強度條件： = c 時 σm C(σs， 0) A39。 (0, σ1) σa D39。 (σo/2, σo/2) G39。 45o O A G M N H M239。 N239。 分為兩個區(qū)域： 1工作點落在 AGHO區(qū)內(nèi)時，極限應(yīng)力點在 AG線上，有可能發(fā)生疲勞失效。 2工作點落在 CGH區(qū)內(nèi)時，極限應(yīng)力點在 CG線上，有可能發(fā)生屈服失效。 A作圖 過工作點 M作橫軸的垂直線交 AG線或 CG線于 M’點，M’點即為極限應(yīng)力點。 B計算公式及其推導(dǎo) sssKKsamscamamca????????????????????或強度條件)()(1ae me me m 2 me ae 1 , M M K AG ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? 求 線 線方程 ? =c時 C (σs， 0) A39。 (0, σ1) σa σm D39。 (σo/2, σo/2) G39。 45o O A G M N M339。 45o N339。 I H 的直線 作與橫軸成 過 0 a m a m min 45 ) , ( M c ? ? ? ? ? \ ? ? ? Q A作圖 B計算公式及其推導(dǎo) 分為三個區(qū)域： 1工作點落在 AHO區(qū)內(nèi)時的在機械設(shè)計中情況極為罕見，不做考慮。 2工作點落在 HGIO區(qū)內(nèi)時，極限應(yīng)力點在 AG線上，有可能發(fā)生疲勞失效。 3工作點落在 CGI區(qū)內(nèi)時，極限應(yīng)力點在 CG線上，有可能發(fā)生屈服失效。 aemeaemeammeaeMMKAG?????????? ?????????????????? ,31 求出線線sssKKsamscaaca???????????????????????或強度條件)2)(()(2m i nm i n1ssamaemem a xm a xlimca ?????????????????B掌握作圖法： 關(guān)鍵是找工作點 M和極限應(yīng)力點 M’ C應(yīng)力變化規(guī)律難以確定時可按 r=c進行計算 總結(jié) A記住定義性公式 適用僅對 crsss c a ac a mca ????? C (σs， 0) A39。 (0, σ1) σa σm D39。 (σo/2, σo/2) G39。 45o O A G M M139。 N N39。1 M39。2 N39。2 M39。3 45o N39。3 ??? 三種應(yīng)力變化規(guī)律的比較 （ 二 ） 略 （ 三 ） 略 （ 四 ） 提高機械零件強度的措施 1）盡可能降低零件上的應(yīng)力集中的影響，在不可避免時，可采用減載槽。 2）選用疲勞強度高的材料和規(guī)定能提高材料疲勞強度的熱處理方法及強化工藝。 3）提高零件的表面質(zhì)量。 4）盡可能地減小或消除零件表面可能發(fā)生的初始裂紋的尺寸。 減載槽 167。 34 機械零件的接觸強度 當兩零件以點、線相接處時，其接觸的局部會引起較大的應(yīng)力。這局部的應(yīng)力稱為接觸應(yīng)力。接觸分為外接觸和內(nèi)接觸。 ?????? ?????????????22212121H1111EEBF?????? 式中 ρ1和 ρ2 分別為兩零件初始接觸線處的曲率半徑 , 其中正號用于外接觸，負號用于內(nèi)接觸。 對于線接觸的情況，其接觸應(yīng)力可用赫茲應(yīng)力公式計算。 更多圖片 例 139。 在許用疲勞極限應(yīng)力圖中標出 3種不同加載情況下的疲勞安全區(qū)和塑性安全區(qū)。 例 239。 在圖中為某零件的許用疲勞極限應(yīng)力圖， C為零件的工作應(yīng)力點，下列 3種情況下的極限應(yīng)力點分別為： 1）應(yīng)力循環(huán)特性 r＝常數(shù)時， 點。 2）平均應(yīng)力 σ m=常數(shù)時， 點。 3）最小 σ min=常數(shù)時， 點。 例 339。 如一零件的應(yīng)力循環(huán)特性 r=, σa=80MPa,則此時 σm= ， σmax = ， σmin = 。 320MPa, 400MPa,