79疲劳强度

第13章疲劳强度FF1234t41231aaatRIMtyIMsin)(tRtysin)(a13.1概述动画交变应力：应力随着时间发生周期性变化应力循环：交变应力每重复变化一次的过程疲劳强度：抵抗疲劳破坏的能力。疲劳破坏：构件在交变应力的作用下发生的破坏疲劳破坏的主要特点：2．脆性断裂：即使是塑性材料，破坏区域也无明显的塑性变形；3．疲劳破坏是一个损伤积累的过程，要经历一定次数的应力循环后才发生；循环次数：重复变化的次数1．疲劳强度比静强度低；4．疲劳破坏的断口一般都有两个明显区域：光滑区和粗糙区；疲劳破坏分三个阶段：裂纹萌生阶段裂纹扩展阶段脆性断裂阶段粗糙区光滑区裂纹源13.2交变应力及其循环特征)(21minmaxm平均应力：)(21minmaxa应力幅：maxminr循环特征r：最小应力和最大应力的比值最大应力：max最小应力：mintmaxminamrminmax0mminmaxa1r对称循环ttt0max0minmax21ma0r脉动循环minmax0aminmaxm1r静应力13.3材料的持久极限材料的持久极限：材料可以经受无限次应力循环而不发生疲劳破坏的最高应力值。材料的持久极限通过疲劳试验来确定。PPPP10r设备：旋转弯曲疲劳试验机试件：标准光滑小试件●数量为6～10根；●d=6～10mm；●大圆角过渡；试验过程：次N0N1疲劳(寿命)曲线6010)102(N循环基数弯1材料的持久极限动画对称循环r=-1下纯弯曲试验●试件表面光滑。材料的持久极限与静载荷下强度极限的关系：一般钢及常用合金钢：b46.0~42.01弯b37.0~32.01拉压b27.0~25.01扭铸钢，可锻铸铁及铜合金：b4.0~3.01弯13.4影响构件持久极限的主要因素影响构件持久极限的基本因素1．应力集中：2．构件尺寸：表面加工痕迹造成的应力集中。构件截面尺寸变化造成的应力集中；截面尺寸增大造成的裂纹萌生几率增加；3．表面质量：11K构:11构构、构件的持久极限:表面质量因数，其值一般小于1:、构件尺寸因数，其值小于1:KK、有效应力集中因数，其值大于1:11、材料（光滑小试样）的持久极限11K构对称循环下构件的持久极限：13.5构件的疲劳强度条件对称循环：a工作max构1a][1n构][1na构实际安全因数不得小于规定安全因数n][1nKna][1nKna非对称循环：][1nKnma][1nKnma●若为塑性材料，当时：构件破坏形式为屈服，故应校核屈服强度。ma●若为塑性材料，当时：构件破坏形式为屈服或疲劳，故应同时校核屈服和疲劳强度10r●若为弯扭组合疲劳，分别算出当，再、计算总体安全因数：nn,][22nnnnnn●使截面的尺寸不发生突跳；二、提高表面质量，降低表层应力集中系数：13.6提高构件疲劳强度的途径一、合理设计构件形状，减小应力集中：●增加过渡圆角；●将孔槽等设置在低应力区，合理选择其形状。●提高构件表面光洁度；●进行表面处理，提高表层材料的持久极限，如热处理有渗碳、淬火，冷处理有喷丸、滚压、预变形等。有限寿命设计今日作业13-113-213-3