第二章機械零件的強度(編輯修改稿)
2025-07-26 16:03 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 響機械零件疲勞強度的主要因素和零件極限應力圖由于實際機械零件與標準試件之間在絕對尺寸、表面狀態(tài)、應力集中、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，其中尤以應力集中、零件尺寸和表面狀態(tài)三項因素對機械零件的疲勞強度影響最大。應力集中的影響——有效應力集中系數(shù)零件受載時，在幾何形狀突變處（圓角、凹槽、孔等）要產(chǎn)生應力集中，對應力集中的敏感程度與零件的材料有關，一般材料強度越高，硬度越高，對應力集中越敏感，如合金鋼材料比普通碳素鋼對應力集中更敏感（玻璃材料對應力集中更敏感） （210a）其中，——為考慮零件幾何形狀的理論應力集中系數(shù) ——應力集中源處最大應力 ——應力集中源處名義應力——材料對應力集中的敏感系數(shù)注意：若在同一截面處同時有幾個應力集中源，則應采用其中最大的有效應力集中系數(shù)零件尺寸的影響——尺寸系數(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——見表28（螺紋聯(lián)接），圖29（鋼），圖210（鑄鐵）軸轂過盈配合時，取——表29若無數(shù)據(jù)時可取，或表面狀態(tài)的影響1）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）對疲勞強度的影響圖211（——彎曲疲勞時）而 由圖211可知，鋼的越高，表面愈粗糙，愈低，∴高強度合金鋼制零件為使疲勞強度有所提高，其表面應有較高的表面質(zhì)量。2）表面強化系數(shù)——考慮對零件進行不同的強化處理，對零件疲勞強度的影響強化處理——評火、滲氮、滲碳、熱處理、拋光、噴丸、滾壓等冷作工藝綜合影響系數(shù)和零件的極限應力圖∵應力集中，零件尺寸和表面狀態(tài)只對應力幅有影響，而對平均應力無影響——試驗而得。1）綜合影響系數(shù)——只對有影響，而對無影響（或應力集中只影響，而不影響）綜合影響系數(shù)表示了材料極限應力幅與零件極限應力幅的比值，即 零件的極限應力圖由于只對有影響、而對無影響，∴在材料的極限應力圖上幾個特殊點以坐標計入影響，得到零件極限應力線圖上的幾個特殊點。零件對稱循環(huán)疲勞點零件脈動循環(huán)疲勞點而是靜強度極限，其不受的影響，所以該段不必修正∴連AD并延長交CG于G點，則ADGC即為零件的簡化極限應力圖AG——許用疲勞極限曲線，GC——屈服極限曲線直線AG方程：設AG上任一點坐標，由已知兩點A（0，），D()求得為（）化簡后得 （216）或 （216）其中，——標準試件中的材料特性 （219） ——零件的材料特性 （218）一般碳鋼，合金鋼切應力同樣可得： 且直線CG方程： ——直線CG上任一點的坐標。四、單向穩(wěn)定變應力時的疲勞強度計算 單向——只有或根據(jù)零件危險剖面的和求出和，在零件極限應力圖上標出其工作點（，），然后在零件極限應力圖上ADGC上確定相應的極限應力點（），由允許的極限應力與工作應力可求得零件的安全系數(shù)，然而，如何確定與零件工作應力點相對應的極限應力點，這與零件工作應力的可能增長規(guī)律有關，即與零件的應力狀態(tài)有關。一般有三種情況——大多數(shù)轉(zhuǎn)軸中的應力狀態(tài)∵∴過原點與工作應力點M或N作連線交ADG于和點，
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