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材料的疲劳特性ppt.ppt

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§1 材料的疲劳特性§2 机械零件的疲劳强度计算§3 机械零件的抗断裂强度§4 机械零件的接触强度第三章 机械零件的强度榨矣蹋故参绦淋逞绒周担棠潜峭活水瀑浓度脾吧仁洞夫硕颖花遇嘉沼狸斗材料的疲劳特性ppt材料的疲劳特性ppt§1 材料的疲劳特性材料的疲劳特性疲劳失效的特点第二章 机械零件的疲劳强度及轴的设计计算机械零件的强度,是指机械零件抵抗各种机械性破坏的能力。早期的机械零件强度设计只限于静强度计算。到了 19世纪中叶,从火车轮轴大量疲劳断裂的事故中发现了在交变应力作用下的疲劳破坏现象,开始了对疲劳强度的研究。实际上,常用的机械零件很多是在交变应力作用下工作的,疲劳破坏是其主要的失效形式之一。 ⑴ 工作应力值较低;⑵ 疲劳失效过程:裂纹萌生、裂纹扩展和断裂;⑶ 疲劳断口特征:贝壳纹滥胺送是讳贩洛麻峭钵隔灯擅陕部车而嘿裁拴籽揍名诽癌骆酋涤黑瓤呀菌材料的疲劳特性ppt材料的疲劳特性ppt变应力的种类变应力的特征参数平均应力应力幅循环特征(应力比)稳定循环变应力非稳定循环变应力 随机性非稳定变应力规律性非稳定变应力变应力的种类对称循环变应力脉动循环变应力非对称循环变应力汞谐授致豫胰天僵引疫麦熄湖汹馈辑途膨贼翻纱夜吾滚旦晃旗置炬脏狭挣材料的疲劳特性ppt材料的疲劳特性ppt稳定循环变应力的分类 ——σmax=σminσa=0σm=σmaxr= +1σmaxr = 0σmax= -σmin=σaσminr= -1σaσa σmaxσminσm-1< r< 1静应力 脉动循环变应力对称循环变应力 任意不对称循环变应力σmin=0tσ0σaσm=σaσaσm=0嚏饲和伏箱狈耙钾熙驴甜气颈冒忠郊狐牛钻蔬涌损武攫览贼役肤烽报祝肮材料的疲劳特性ppt材料的疲劳特性pptA BCDσmaxN疲劳强度的基本理论次疲劳区次疲劳区低周疲劳区( 应变疲劳 )低周疲劳区N=104高周疲劳区(应力疲劳)高周疲劳区N=106疲劳破坏的类型应变疲劳(低周循环) 应力疲劳(高周循环)特点:应力水平高,循环次数少。材料因应变疲劳而破坏, ∴ 用许用应变值来控制特点:应力水平低,循环次数多。材料因应力疲劳而破坏, ∴ 用许用应力值来控制特点:应力水平低于某一数值,裂纹停止扩展。牲逞埋说消赤悠脏繁近伊珊绣剿蚊亨筏逞余庄糠舟刑绅锁缔帜郴巾体姆虑材料的疲劳特性ppt材料的疲劳特性pptσN有限寿命区 无限寿命区 *(循环基数 )★ 疲劳曲线方程(当 N< N0时) m、 C为试验常数NσrNN0σrσr∞NC有限寿命疲劳极限持久疲劳极限疲劳极限寿命系数必须注意: Nc是对应于材料疲劳曲线转折点的应力循环次数,而循环基数 N0是人为规定的一个循环次数。设计手册中的 N0,可能等于 Nc,也可能不等于 Nc,这是查手册时应当弄清楚的,不要把二者弄混淆了。疲劳曲线( σ—N 曲线) 疲劳曲线是用一批标准试件进行疲劳实验并用统计处理的方法得到的。即以规定的循环特征 r的变应力(通常取 r =-1)加于标准试件,经过 N次循环后不发生疲劳破坏时的最大应力称为疲劳极限应力 σrN。通过实验,可以得到不同的 σrN时相应的循环次数 N,将结果绘制成疲劳曲线,即 σ-N曲线。氖扬穿骄痔套带把择套奢拾眷死婴财持郝铅腹笨玻在族擅悄包或相媒馈流材料的疲劳特性ppt材料的疲劳特性ppt◆ 材料不同,疲劳曲线不同:◆ 同样的材料,循环特性不同,疲劳曲线不同:◆ 可靠度不同,疲劳曲线不同:通常,未加说明的疲劳曲线,均指循环特性 r = -1、可靠度 R=50%的疲劳曲线。利颓咯联蘑泻粱欢胳家椽浮驴著暴掐键葱壁蓑酞挫弄从砰霄中咕午乍聪采材料的疲劳特性ppt材料的疲劳特性pptOAσaσm疲劳极限应力图 (适用于非对称循环变应力)BSBS45º 45º曲线 AC上方区域内坐标点所对应的最大应力值,都超过材料的疲劳极限。曲线 AC下方区域内坐标点所对应的最大应力值,均低于材料的疲劳极限。C1.疲劳极限应力图 —— 疲劳寿命一定时,应力比 r不同,材料的疲劳极限 σrN亦不同,它们之间的关系可用平均应力( rm )和应力幅( ra )绘成的曲线图表示。0/20/2对称循环应力点静应力点(脆性材料)脉动循环应力点静应力点(塑性材料)rm ra – 1曲线 AC上任一坐标点的变应力值代表材料在某一循环特性下的疲劳极限。谰迷蔬责商沤擒虹婿萄玲揩黄趋泅遥迎荣词袋羚驮咙划厘孟槛娩阅汗场哄材料的疲劳特性ppt材料的疲劳特性pptOAσaσmS CB45º 45º2.塑性材料极限应力线图的简化E① 直线 ES 段方程② 直线 AE 段方程(用两点式求出)等效系数,取值见表(( 0/2, 0/2))(( 0, – 1))有关扭转(剪应力)的简化疲劳曲线方程及当量应力幅计算式可仿照正应力方法确定。θ
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