【文章內容簡介】 算系數； ?1— 為任選，一般取最大工作應力或循環(huán)次數最多的應力作為計算的基本應力。 引入 ks后，則安全系數計算值 Sca及強度條件則為：例題： 45號鋼經過調質后的性能為： ?1=307Mpa， m=9， N0=5106?，F以此材料作試件進行試驗，以對稱循環(huán)變應力 ?1=500Mpa作用104次， ?2=400Mpa作用 105次，試計算該試件在此條件下的安全系數計算值。若以后再以 ?3=350Mpa作用于試件，還能再循環(huán)多少次才會使試件破壞？解：根據式（ 246）：根據式（ 247），試件的安全系數計算值為：又根據式（ 219）：若要使試件破壞，則由式（ 242）得：即該試件在 ?3=350Mpa的對稱循環(huán)變應力的作用下，估計尚可再承受 106次應力循環(huán)。八、復合應力狀態(tài)下的強度計算（彎曲、扭轉聯合作用） 對于試件在彎曲 — 扭轉聯合作用的交變應力下進行疲勞試驗時，其數據基本上符合圖 211中橢圓弧的規(guī)律。其疲勞破壞條件可近似地直接用橢圓方程表示：?a?10 ?a?1m(?a?,?a?)n(?a,?a)AB圖 211 復合應力時的極限應力線圖對于鋼材，經過試驗得出的極限應力關系式為： 由于是對稱循環(huán)變應力，故應力幅即為最大應力。圓弧 AmB上任何一個點即代表一對極限應力 ?a?及 ?a?。如果作用于零件上的應力幅 ?a及 ?a在坐標上用 n表示，引直線 on與 AB交于 m點，則安全系數計算值 S為：將式（ 1）變形為：則：其中， S?— 只有正應力作用下的安全系數計算值； S?— 只有剪應力作用下的安全系數計算值； S— 復合應力作用下的安全系數計算值；亦即解決了簡單和復合的問題?？? 結在解決變應力下零件的強度問題叫疲勞強度。 零件里通常作用的都是變應力，所以其應用更為廣泛。疲勞強度和哪些因素有關 = f（ N， r， K?，材料，形式） 疲勞強度比靜強度復雜得多。3．三大理論一假說： 疲勞曲線 —— 解決對稱循環(huán)變應力的強度計算問題； 極限應力圖 —— 對稱 ?非對稱的關系； 復合極限應力圖 —— 復合和簡單應力的關系； Miner法則 —— 穩(wěn)定和非穩(wěn)定應力的關系；4．強度計算式變應力穩(wěn)定不穩(wěn)定簡單復合對 稱非對稱例題：一零件采用塑性材料 ?1=275Mpa（ N0=106， m=9）， K?=11）當作用一工作應力 ?1， n1=4103（ N1=8103）后，又作用一工作應力 ?2=275Mpa，試求其工作壽命 n2=?2）當作用 ?1=410Mpa， n1=4103后，若使 n2=106，則工作應力 ?2=?3）若工作應力 ?1=410Mpa， n1=4103， ?2=275Mpa， n2=5105求： S（安全系數）。解： 1）這屬于不穩(wěn)定變應力下的強度計算問題，應用疲勞損傷累積假說的數學表達式。2）3）第二章 機械零件的疲勞強度設計（習題續(xù)）一、選擇題21． 45鋼的持久疲勞極限 ?1=270Mpa，設疲勞曲線方程的冪指數m=9，應力循環(huán)基數 N0=5106次，當實際應力循環(huán)次數 N=104次時，有限壽命疲勞極限為 Mpa。（ 1） 539； （ 2） 135； （ 3） 175； （ 4） 417；22．零件表面經淬火、滲氮、噴丸、滾子碾壓等處理后，其疲勞強度 。（ 1）增高 （ 2）降低 （ 3）不變 （ 4）增高或降低視處理方法而定23．影響零件疲勞強度的綜合影響系數 K?與 等因素有關。（ 1）零件的應力集中、加工方法、過載；（ 2）零件的應力循環(huán)特性、應力集中、加載狀態(tài)；（ 3）零件的表面狀態(tài)、絕對尺寸、應力集中；（ 4）零件的材料、熱處理方法、絕對尺寸。11324． 繪制設計零件的 ?m— ?a極限應力簡圖時， 所必須的已知數據是 。（ 1） ?1， ?0， ?s， k?；（ 2） ?1， ?0， ?s， K?。（ 3） ?1， ?s， ??，K?。（ 4） ?1， ?0， ??， K?。25．在圖示設計零件的 ?m— ?a極限應力簡圖中，如工作應力點 M所在的 0N線與橫軸間夾角 ?=45?，則該零件受的是 。（ 1）不變號的不對稱循環(huán)變應力；（ 2）變號的不對稱循環(huán)變應力；（ 3）脈動循環(huán)變應力；（ 4）對稱循環(huán)變應力；045? 135??a?mANGCM2326．在題 25圖所示零件的極限應力簡圖中，如工作應力點 M所在的0N線與橫軸之間的夾角 ?=90?時，則該零件受的是 。（ 1）脈動循環(huán)變應力；（ 2）對稱循環(huán)變應力；（ 3）變號的不對稱循環(huán)變應力；（ 4）不變號的不對稱循環(huán)變應力；27．已知一零件的最大工作應力 ?max=180Mpa，最小工作應力 ?min=80Mpa。則在圖示的極限應力簡圖中，該應力點 M與原點的連線0M與橫軸間的夾角 ?為 。（ 1） 68?57?44?；（ 2） 21?2?15?；（ 3） 66?2?15?；（ 4） 74?28?33?；0? 135??a?mANGCM(?m,?a)2128．在圖示零件的極限應力簡圖上， M為零件的工作應力點，若加載于零件的過程中保持最小應力 ?min為常數。則該零件的極限應力點應為 。（ 1） M1；（ 2） M2；（ 3） M3（ 4） M4；29．在上題中若對零件加載的過程中保持應力比 r等于常數。則該零件的極限應力點應為 。（ 1） M1；（ 2） M2；（ 3） M3（ 4） M4；045? 135??a?mAGCM45?M1 M2M3M423210． 28題中若對零件加載的過程中保持平均應力 ?m等于常數。則該零件的極限應力點應為 。（ 1） M1；（ 2） M2；（ 3） M3（ 4） M4；211．零件的材料為 45鋼， ?b=600Mpa， ?s=355Mpa， ?1=270Mpa，??=，零件的疲勞強度綜合影響系數 K?=。則在圖示的零件極限應力簡圖中 ?角為 。（ 1） 36?55?35?；（ 2） 41?14?22?；（ 3） 48?45?38?；（ 3） 67?8?6?；?1/K? ?0/2K??0/2?s045??a?mADBC?12212 ．在題 25圖所示零件的極限應力簡圖中，如工作應力點 M所在的 0N線與橫軸間夾角 ?=50?，則該零件受的是 。（ 1）脈動循環(huán)變應力；（ 2）對稱循環(huán)變應力；（ 3）變號的不對稱循環(huán)變應力；（ 4）不變號的不對稱循環(huán)變應力；213．一零件由 40Cr制成，已知材料的 ?b=980Mpa， ?s=785Mpa， ?1=440Mpa， ??=。零件的最大工作應力 ?max=240Mpa，最小工作應力 ?min=80Mpa，疲勞強度綜合影響系數 K?=。則當應力比 r=常數時，該零件的疲勞強度工作安全系數 S為 。（ 1） 。（ 2） 。（ 3） 。（ 4） 。214．若材料疲勞曲線方程的冪指數 m=9，則以對稱循環(huán)應力?1=500Mpa作用于零件 n1=104次以后，它所造成的疲勞損傷，相當 于應力 ?2=450Mpa作用于零件 。（ 1） 104；（ 2） 104；（ 3） 104；（ 4） 104；323215．若材料疲勞曲線方程的冪指數 m=9，則以對稱循環(huán)應力?1=400Mpa作用于零件 n1=105次所造成的疲勞損傷， 相當于 ?2= Mpa作用于零件 n2=104次所造成的疲勞損傷。(1) 517；（ 2） 546；（ 3） 583；（ 4） 615；216． 45鋼經調質后的疲勞極限 ?1=300Mpa，應力循環(huán)基數N0=5106次，疲勞曲線方程的冪指數 m=9，若用此材料做成的試件進行試驗，以對稱循環(huán)應力 ?1=450Mpa作用 104次， ?2=400Mpa作用 2104次。則工作安全系數為 。（ 1） ；（ 2） ；（ 3） ；（ 4） ；217． 45鋼經調質后的疲勞極限 ?1=300Mpa，應力循環(huán)基數N0=5106次，疲勞曲線方程的冪指數 m=9，若用此材料做成的試件進行試驗，以對稱循環(huán)應力 ?1=450Mpa作用 104次， ?2=400Mpa作用 2104次，再以 ?3=350Mpa作用于此試件，直到它破壞為止，試件還能承受的應力循環(huán)次數為 次。（ 1） 105（ 2） 105（ 3） 106（ 4） 106123第三章 摩擦、磨損及潤滑理論一、摩擦、磨損及潤滑三者關系 當在正壓力作用下相互接觸的兩個物體受切向外力的影響而發(fā)生相對滑動，或有相對滑動趨勢時，在接觸表面上就會產生抵抗滑動的阻力，這一自然現象叫做摩擦。 其結果必然有能量損耗和摩擦表面物質的喪失或轉移，即磨損。 據估計，世界上在工業(yè)方面約有 30%的能量消耗于摩擦過程中。所以人們?yōu)榱丝刂屏慵谀Σ林袚p壞，在摩擦面間加入潤滑劑來降低摩擦，減小磨損的產生，所以說三者互為因果關系。二、摩擦的種類干摩擦NVN邊界摩擦VN液體摩擦V沒有潤滑劑 很薄油膜被厚的油膜完全隔開 兩個無潤滑物體之間的摩擦，主要是由兩種因素所構成：一是摩擦面的實際接觸區(qū)內出現的粘著；二是較硬表面上的微凸體在較軟表面上所起的犁刨作用。 那么，怎么樣來區(qū)別邊界摩擦、混合摩擦和液體摩擦的界限呢？可用膜厚比來劃分：式中： hmin—— 兩粗糙面間的最小公稱油膜厚度， ?m； Ra?—— 兩表面的綜合粗糙度； ?m； Ra Ra2—— 分別為兩表面的輪廓算術平均偏差， ?m； 當 ?；當 ???；當 ?3～ 5后則為液體摩擦。三、牛頓流體定律yx0V=0ABVhN?0S(面積 ) 如圖 36所示，在兩個平行的平板間充滿具有一定粘度的潤滑油，若平板 A以速度 V移動，另一平板 B靜止不動，則由于油分子與平板表面的吸附作用，將使貼近板 A的油層以同樣的速度 V隨板移動；而貼近板 B的油層則靜止不動。由于層與層之間速度不同，于是形成各油層間的相對滑移，在各層的界面上就存在有相應的剪應力。 牛頓在 1687年提出一個粘性液的摩擦定律（簡稱粘性定律），即在流體中任意點處的剪應力均與其剪切率（或速度梯度）成正比。 若用數學形式表示這一定律，即為：式中： ?—— 流體單位面積上的剪切阻力，即剪應力； dv/dy—— 流體沿垂直于運動方向（即沿圖 36中 y軸方向或流體膜厚度方向）的速度梯度，式中的 “－ ”號表示 v隨 y的增大而減?。? ?—— 比例常數，即流體的動力粘度。摩擦學中把凡是服從這個粘性定律的液體都叫牛頓液體。四、液體動壓潤滑的條件（楔形承載機理）（ 1）兩個運動的表面要有楔形間隙；（ 2）被油膜分開的兩表面有一定相對滑動速度，且大口向小口；（ 3）潤滑油必須有一定的粘度。（ 4）有足夠充足的供油量。Pmax 油壓 P分布曲線a b c Vxy各油層的速度分布壓力油膜h0?p/?x0 ?p/?x=0 ?p/?x0h0 h=h0 hh0＋ Pmax －產生內壓h=h0進 =出不產生油壓除非靠供應壓力油 進少、出多產生負壓（ a）由大口 ?小口 （ b）兩平板平行 （ c）由小口 ?大口圖 39兩相對運動平板間油層中的速度分布和壓力分布 流體動壓潤滑是依靠摩擦副的兩滑動表面作相對運動時把油帶入兩表面之間，形成具有足夠壓力的油膜，從而將兩表面隔開。然而動壓油膜的形成必須滿足一定的條件。 為此，首先討論圖 38中相對運動的平板完全被一層油膜分開的情形。 設板 A沿 x軸方向以速度 V移動；另一板 B為靜止?，F從層流運動的油膜中取一微單元體進行分析。 由圖可見，作用在此微單元體右面和左面的壓力分別為 p及(p+?p/?x?dx)，作用在單元體上、下兩面的剪切力分別為 ?及(?+??/?y?dy)。根據 x方向的平衡條件，得：整理后得：該式為一維雷諾方程的一般表達式。 根據上面分析可知，相對滑動的兩平板間形成的壓力油膜能夠承受外載荷的基本條件是：a） 相對運動表面間必須形成油楔；