疲勞強度計算

1、疲勞強度計算一、變應(yīng)力作用下機械零件的失效特征 1、失效形式：疲勞（破壞）（斷裂）機械零件的斷裂事故中，有80%為疲勞斷裂。2、疲勞破壞特征：1）斷裂過程：產(chǎn)生初始裂反（應(yīng)力較大處）；裂紋尖端在切應(yīng)力作用下，反復(fù)擴展，直至產(chǎn)生疲勞裂紋。2）斷裂面：光滑區(qū)（疲勞發(fā)展區(qū)）；粗糙區(qū)（脆性斷裂區(qū)）（圖2-5）3）無明顯塑性變形的脆性突然斷裂4）破壞時的應(yīng)力（疲勞極限）遠小于材料的屈服極限。3、疲勞破壞的機理：是損傷的累笱4、影響因素：除與材料性能有關(guān)外，還與，應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N，應(yīng)力幅主要影響當(dāng)平均應(yīng)力、一定時，越小，N越少，疲勞強度越高二、材料的疲勞曲線和極限應(yīng)力圖疲勞極限循環(huán)變應(yīng)力下應(yīng)力循環(huán)N次后材料

2、不發(fā)生疲勞破壞時的最大應(yīng)力稱為材料的疲勞極限疲勞壽命（N）材料疲勞失效前所經(jīng)歷的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N稱為疲勞壽命1、疲勞曲線（-N曲線）：一定時，材料的疲勞極限與應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N之間關(guān)系的曲線循環(huán)基數(shù) 持久極限1）有限壽命區(qū)當(dāng)N<103(104)低周循環(huán)疲勞疲勞極限接近于屈服極限，可接靜強度計算高周循環(huán)疲勞，當(dāng)時，隨N2）無限壽命區(qū)， 不隨N增加而變化持久極限，對稱循環(huán)為、，脈動循環(huán)時為、注意：有色金屬和高強度合金鋼無無限壽命區(qū)，如圖所示。3）疲勞曲線方程常數(shù)疲勞極限： （2-9）壽命系數(shù)幾點說明： 硬度350HBS鋼，當(dāng)時，取， 350HBS鋼，時，取， 有色金屬，（無水平部分），規(guī)定當(dāng)時，取

3、m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 青銅 m= 9彎曲應(yīng)力 m=6接觸應(yīng)力 8接觸應(yīng)力越大，材料的疲勞極限與越大，（對稱循環(huán)）最不利。2、材料的疲勞極限應(yīng)力圖同一種材料在不同的下的疲勞極限圖（圖）對任何材料（標(biāo)準(zhǔn)試件）而言，對不同的下有不同的，即每種下都對應(yīng)著該材料的最大應(yīng)力，再由可求出和、以為橫坐標(biāo)、為縱坐標(biāo)，即可得材料在不同下的極限和的關(guān)系圖簡化的材料與零件的疲勞極限詳應(yīng)力圖：如圖2-7AB塑性材料所示，曲線上的點對應(yīng)著不同下的材料疲勞極限（相應(yīng)的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)為） 對稱極限點 強度極限點， 脈動疲勞極限點屈服極限點簡化極限應(yīng)力線圖：簡化極限應(yīng)力圖可簡化計算（曲線不好求，而直線好求）考慮塑性材料的最大應(yīng)力不超過屈服極限，由點作135°（與軸）斜線與的延長線交于，得折線，線上各點的橫坐標(biāo)為極限平均應(yīng)力，線上各類的縱坐標(biāo)為極限平均應(yīng)力幅上各類：，如不會疲勞破壞上各類：，如不會屈服破壞零件的工作應(yīng)力點位于折線以內(nèi)時，其最大應(yīng)力既不超過疲勞極限，又不超過屈服極限。以內(nèi)為疲勞和塑性安全區(qū)以外為疲勞和塑性失效區(qū)，工作應(yīng)力點離折線越遠，安全程度愈高。材料的簡化極限應(yīng)力線圖，可根據(jù)材料的和三個