機(jī)械設(shè)計(jì)第二章機(jī)械零件的計(jì)算準(zhǔn)則-在線瀏覽
2025-02-24 19:45本頁(yè)面
【正文】 a， r = 1 ? N0次循環(huán)時(shí)的零件疲勞極限為 ? 循環(huán)次數(shù)為 N時(shí)零件的疲勞極限為 ? 對(duì)稱循環(huán)穩(wěn)定變應(yīng)力下 零件的疲勞強(qiáng)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。已知零件的 k? = ， ?? = ， b? = ， N0 = 107， m = 9。 ? 解： 1．按無(wú)限壽命計(jì)算 ? 當(dāng) N N0時(shí)，取 N =N0 ? 壽命系數(shù) ? 零件的疲勞強(qiáng)度安全系數(shù) 不安全 ][8025011???????? ?????? SσσkkβεSNa110109 770 ??? mN NNk2．按有限壽命計(jì)算 （取 N = 106） ? 壽命系數(shù) ? N = 106時(shí)零件的疲勞強(qiáng)度安全系數(shù) 故安全 10109670 ??? mN NNk][801?????? ??????? SσσkkβεSNa第四節(jié) 非對(duì)稱循環(huán)穩(wěn)定變應(yīng)力下 機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度計(jì)算 一、疲勞極限應(yīng)力圖 ? 疲勞極限應(yīng)力圖 將根據(jù)不同的循環(huán)特性試驗(yàn)得到的疲勞極限數(shù)值描繪在 ? m— ? a坐標(biāo)系中得到的線圖 ? 塑性材料的疲勞極限應(yīng)力圖 —— 近似呈拋物線分布 ? 曲線上任一點(diǎn)的橫坐標(biāo) ?r m和縱坐標(biāo) ?r a分別為材料的極限平均應(yīng)力和極限應(yīng)力幅 ? A： ?r m=0， r =1， ?r a= ? 1 —— 對(duì)稱循環(huán)點(diǎn) ? F： ?r a=0， r =+1， ?r m= ? B —— 靜強(qiáng)度極限點(diǎn) ? B： ? r m=?r a= ? 0/2， r =0 —— 脈動(dòng)循環(huán)點(diǎn) ? 疲勞極限應(yīng)力圖的簡(jiǎn)化 ? 在橫坐標(biāo)軸上取 屈服極限點(diǎn) S（ ?r m = ? S），過(guò) S點(diǎn)作與橫坐標(biāo)軸成135176。 ? 直線 AE的方程為 ? 直線 ES的方程為 式中： y?—— 將平均應(yīng)力折合為應(yīng)力幅的 等效系數(shù) 對(duì)于碳鋼 y?= ~ 合金鋼 y?= ~ ?????????????00112σσσψσψσσ rr maSam σσσ rr ??二、非對(duì)稱循環(huán)穩(wěn)定變應(yīng)力下 機(jī)械零件的疲勞強(qiáng)度計(jì)算 1．零件的疲勞極限應(yīng)力圖 ? 綜合影響系數(shù)只對(duì)極限應(yīng)力幅有影響，壽命系數(shù)對(duì)極限平均應(yīng)力和極限應(yīng)力幅均有影響 ? A′ E′ S折線 —— 零件的（許用的）疲勞極限應(yīng)力圖 ),0( 1?? B A )2,2( 00 ??S )0,(s?σa σm 135176。 E A ′ B ′ E ′ ),0( 1??Kk N ?),( amC ??疲勞 安全區(qū) 塑性安全區(qū) ),( rarmC ?? ???),( rarmC ?? ???? 直線 A′、 E′的方程為 ? 直線 OC′的方程為 ? 聯(lián)立解得 ? C′點(diǎn)的零件的疲勞極限應(yīng)力 ma1 rrN σψσKσk ????? ??mamarrσσσσ???mam1m σψσKσσkσ Nr?? ??? ?maa1a σψσKσσkσ Nr?? ??? ?mam a x1maam1amm a x)(σψσKσσkσψσKσσσkσσ NNrr??????????????? ??? 非對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力下 零件的疲勞強(qiáng)度安全系數(shù) ? 工作應(yīng)力點(diǎn) C1位于 OE′SO塑性安全區(qū)時(shí) 極限應(yīng)力點(diǎn) C1′位于 E′S上，極限應(yīng)力統(tǒng)為屈服極限，可能發(fā)生屈服失效，只需進(jìn)行靜強(qiáng)度計(jì)算 ? 零件的屈服強(qiáng)度安全系數(shù) ][ma1m a xm a xlim???? SσψσKσkσσσσS N ?????? ?][amSamamm a xm a xlim?? ???? SσσσσσσσS rr ???????????? 等效對(duì)稱循環(huán)工作應(yīng)力 比較 對(duì)稱循環(huán)穩(wěn)定變應(yīng)力下 零件的疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)為 ? 非對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力下 零件的疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)為 可將非對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力等效地轉(zhuǎn)化為對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力 ? 簡(jiǎn)單加載情況時(shí)的等效對(duì)稱循環(huán)工作應(yīng)力 ? 非對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力下 零件在簡(jiǎn)單加載情況時(shí)的疲勞強(qiáng)度安全系數(shù) 又可寫(xiě)成 ][a1??? SσKσkS N ?? ?][ma1???? SσψσKσkS N ????maaV σKψσσ????][1 ???? ?? Sσ KσkS NaV4. 平均應(yīng)力為常數(shù) 常數(shù)或 ?)(mm ??強(qiáng)度計(jì)算公式見(jiàn)書(shū) 24頁(yè)式（ 243）、式（ 244）和式（ 245） 5. 最小應(yīng)力為常數(shù) 常數(shù)或 ?)(m i nm i n ??強(qiáng)度計(jì)算公式見(jiàn)書(shū) 24頁(yè)式（ 246）、式（ 247）和式（ 248） 例題 2 一優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼零件，調(diào)質(zhì)處理， ? B = 560 MPa，? S = 280 MPa， ? 1 = 200MPa，硬度為 200~230HBS，受循環(huán)變應(yīng)力作用， ? max = 155 MPa， ? min = 30 MPa， r = 常數(shù)，零件的 k? = ， ?? =， b?= （精車）， y?= ；要求應(yīng)力循環(huán)次數(shù)不低于 5 105，如取 [S?]=，試校核該零件的強(qiáng)度。 ? 該理論同樣也適用于零件。 ? 設(shè)： ? 1， ? 2， … ， ? n 為各個(gè)對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力的 最大應(yīng)力 N1， N2， … ， Nn 為各個(gè)應(yīng)力的 工作循環(huán)次數(shù) ， ， … 為與各個(gè)應(yīng)力相對(duì)應(yīng)的材料的 極限循環(huán)次數(shù) ? 經(jīng) N1， N2， … ， Nn次循環(huán)后，其壽命損傷率分別為 ， … 1N? 2N? nN?11 NN ?
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