【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 時(shí) 隨循環(huán)次數(shù) ↑ 疲勞極限 ↓ 043 )10(10 NN ??mNNNK 0? —— 壽命系數(shù) ?∴ 疲勞極限 幾點(diǎn)說(shuō)明 ： ① No : 硬度 ≤350HBS 鋼， No=107 ≥350HBS 鋼， No=(10～ 25)x107 注意：有色金屬和高強(qiáng)度合金鋼沒(méi)有無(wú)限壽命區(qū)。 有色金屬 (無(wú)水平部分 )，規(guī)定當(dāng) No25x107時(shí) ,近似為 無(wú)限壽命區(qū) ② m—隨應(yīng)力狀態(tài)而不同的指數(shù)，與應(yīng)力與材料的種類有關(guān)。 鋼 m=9——拉、彎應(yīng)力、剪應(yīng)力 m=6——接觸應(yīng)力 青銅 m=9——彎曲應(yīng)力 m=8——接觸應(yīng)力 ③ 應(yīng)力循環(huán)特性 r越大，材料的疲勞極限與持久極限越大，對(duì)零 件強(qiáng)度越有利。對(duì)稱循環(huán)（應(yīng)力循環(huán)特性 =1）最不利 材料的疲勞極限應(yīng)力圖 ——同一種材料在不同的應(yīng)力循環(huán)特性下的疲勞極限圖（ 圖） ??? ?maxam ?? ～? 對(duì)任何材料（標(biāo)準(zhǔn)試件）而言，對(duì)不同的應(yīng)力循環(huán)特性下有不同的持久極限，即每種應(yīng)力循環(huán)特性下都對(duì)應(yīng)著該材料的最大應(yīng)力 = ，再由應(yīng)力循環(huán)特性可求出 和 、 m a xm i n ??? ?m???? ?m a xa?以 為橫坐標(biāo)、 為縱坐標(biāo)，即可得材料在不同應(yīng)力循環(huán)特性下的極限 和 的關(guān)系圖 m? a?maxmin ????如圖 A′ B——脆性材料所示 。 塑性材料類似 ， 可用折線代替 。曲線上的點(diǎn)對(duì)應(yīng)著不同應(yīng)力循環(huán)特性下的材料疲勞極限 ??45 176。O? ? ??? B? s45 176。C ? mB???????G39。A39。D39。? aA′ ——對(duì)稱疲勞極限點(diǎn) D′ ——脈動(dòng)疲勞極限點(diǎn) B —— 強(qiáng)度極限點(diǎn) (靜應(yīng)力點(diǎn) ) C ——屈服極限點(diǎn) 上各點(diǎn)： 如果 不會(huì)疲勞破壞 上各點(diǎn)： 如果 不會(huì)屈服破壞 GA ?CG?am ???? ?????? l i mm a xsam ???? ??????limm a xm x ?? ??s?? ?max折線以內(nèi)為疲勞和塑性安全區(qū)，折線以外為疲勞和塑性失效區(qū)，工作應(yīng)力點(diǎn)離折線越遠(yuǎn)，安全程度愈高。 材料的簡(jiǎn)化極限應(yīng)力線圖，可根據(jù)材料三個(gè)試驗(yàn)數(shù)據(jù) 而作出 s??? 、－ 0145 176。O? ? ??? B? s45 176。C ? mB???????G39。A39。D39。? a 對(duì)稱極限點(diǎn) 強(qiáng)度極限點(diǎn) 脈動(dòng)疲勞極限點(diǎn) 屈服極限點(diǎn) ),0( 1?? ?A)0,( bB ? 1,0 l i mm a x ????? ????? ma)2,2( 00 ??D ? 22m a x ????? ?????ma0??20??? ????ma)0,( sC ?CGDA ???CG?DA ??1m a x 1 0 ??????? ???? rm r ，簡(jiǎn)化極限應(yīng)力線圖： ——簡(jiǎn)化極限應(yīng)力圖 作法：考慮材料的最大應(yīng)力不超過(guò)疲勞極限，得 及延長(zhǎng)線 考慮塑性材料的最大應(yīng)力不超過(guò)屈服極限，得 注 : 直線上任一點(diǎn)極限應(yīng)力的求法可用直線方程求解。 直線 A?G?的方程 ： ma ???? ? ????? 1直線 G?C的方程： sam ??? ??????— 為試件受循環(huán)彎曲應(yīng)力時(shí)的材料常數(shù)，表示材料對(duì)循環(huán)不對(duì)稱的敏感程度。其值由試驗(yàn)確定 。 對(duì)碳鋼， 對(duì)合金鋼 ~~??????~~??????0012??????? ?也可計(jì)算： ?1— 對(duì)稱循環(huán)疲勞極限 ?0— 脈動(dòng)循環(huán)疲勞極限 例 1 在圖示極限應(yīng)力圖上，工作點(diǎn) D和 E為斜齒輪軸上的兩種應(yīng)力工作點(diǎn)。試在圖中標(biāo)出對(duì)應(yīng)的極限應(yīng)力點(diǎn)，并說(shuō)明分別會(huì)出現(xiàn)什么形式的破壞？ 要點(diǎn)分析： （ 1）斜齒輪軸上即承受彎矩，又承受扭矩，為轉(zhuǎn)軸，所以軸上各點(diǎn)應(yīng)力循環(huán)特性 r=常數(shù)， D﹑ E兩點(diǎn)對(duì)應(yīng)的極限應(yīng)力點(diǎn)分別是 OD,OE與極限應(yīng)力線的交點(diǎn) D?、 E′。 （ 2） r=常數(shù)時(shí)， OAG區(qū)域內(nèi)工作應(yīng)力點(diǎn)的失效形式為疲勞失效， OGC區(qū)域內(nèi)工作應(yīng)力點(diǎn)的失效形式為屈服失效，其極限應(yīng)力均為 ?s。 解： 如圖示 D點(diǎn)對(duì)應(yīng)的極限應(yīng)力點(diǎn)為 D′， E 點(diǎn)對(duì)應(yīng)的極限應(yīng)力點(diǎn)為 E′。 D點(diǎn)會(huì)出現(xiàn)疲勞失效， E點(diǎn)會(huì)出現(xiàn) 屈服失效（塑性變形）。 填空題 例 2 某材料的對(duì)稱循環(huán)疲勞極限 σ1 = 350MPa, 屈服極限 σS=550 MPa, 強(qiáng)度極限 σB = 750 MPa, 循環(huán)基數(shù) N0= 5 106, m = 9, 當(dāng)對(duì)稱循環(huán)次數(shù) N分別為 5 10 5 10 5 107次時(shí)，極限應(yīng)力分別為 、 、 。 由于實(shí)際機(jī)械零件與標(biāo)準(zhǔn)試件之間在絕對(duì)尺寸 、 表面狀態(tài)、 應(yīng)力集中 、 環(huán)境介質(zhì)等方面往往有差異 ， 這些因素的綜合影響使零件的疲勞極限不同于材料的疲勞極限 ， 其中尤以 應(yīng)力集中 、 零件尺寸和表面狀態(tài) 三項(xiàng)因素對(duì)機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度影響最大 。 影響機(jī)械零件疲勞強(qiáng)度的主要因素和零件極限應(yīng)力圖 (1)應(yīng)力集中的影響 ——有效應(yīng)力集中系數(shù) )(?? kk零件受載時(shí)，在幾何形狀突變處（圓角、凹槽、孔等）要產(chǎn)生應(yīng)力集中，對(duì)應(yīng)力集中的敏感程度與零件的材料有關(guān)，一般材料強(qiáng)度越高，硬度越高，對(duì)應(yīng)力集中越敏感 kk )(11??????kk )(11??????kk )()( 11 ?? ?? 、—— 無(wú)應(yīng)力集中的疲勞極限 —— 有應(yīng)力集中的疲勞極限 注：當(dāng)同一剖面上同時(shí)有幾個(gè)應(yīng)力集中源時(shí)，應(yīng)采用其中最大的有效應(yīng)力集中系數(shù)進(jìn)行計(jì)算。 (2)零件尺寸的影響 ——尺寸系數(shù) )(?? ??由于零件尺寸愈大時(shí)