機械設計基礎(下)第二章(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 ? s45 176。C ? mB???????G39。A39。D39。? a 上各點： 如果 不會疲勞破壞 上各點： 如果 不會屈服破壞 GA ?CG? am ??? ?????m a x sam ??? ??????m a x m a xm x ?? ?? sa x 零件的工作應力點（ σm， σa）位于 A’D’G’C折線以內 時，其最大應力既不超過疲勞極限，又不超過屈服極限。 33 2023年 4月 12日 材料的簡化極限應力線圖，可根據材料的三個 試驗數據 而作出。 s??? , 01? 折線以內為疲勞和塑性安全區，折線以外為疲勞和塑性失效區，工作應力點離折線越遠，安全程度愈高。 45 176。O? ? ??? B? s45 176。C ? mB???????G39。A39。D39。? a34 2023年 4月 12日 由于實際機械零件與標準試件之間在絕對尺寸 、表面狀態 、 應力集中 、 環境介質等方面往往有差異 ，這些因素的綜合影響使零件的疲勞極限不同于材料的疲勞極限 ， 其中尤以 應力集中 、 零件尺寸和表面狀態 三項因素對機械零件的疲勞強度影響最大 。 三、影響機械零件疲勞強度的主要因素和零件極限應力圖 35 2023年 4月 12日 應力集中的影響 ——有效應力集中系數 零件受載時，在幾何形狀突變處（圓角、凹槽、孔等）要產生應力集中，對應力集中的敏感程度與零件的材料有關，一般材料強度越高，硬度越高，對應力集中越敏感。 ????m ax?理論應力集中系數： 名義應力 實際最大應力 有效應力集中系數： )1(1 ??? ?? ?qk材料的敏感系數 36 2023年 4月 12日 ?? ?? , )( m a xm a x ?? )(? )( ?? qq——為考慮零件幾何形狀的理論應力集中系數 ——應力集中源處名義應力 ——材料對應力集中的敏感系數 ——應力集中源處最大應力 37 2023年 4月 12日 零件尺寸的影響 ——尺寸系數 由于零件尺寸愈大時，材料的晶粒較粗，出現缺陷的概率大，而機械加工后表面冷作硬化層相對較薄，所以對零件疲勞強度的不良影響愈顯著 。 )( ?? ?? 見表 28（螺紋聯接）， 圖 29（鋼）， 圖 210（鑄鐵）。 38 2023年 4月 12日 表面狀態的影響 1）表面質量系數 零件加工的表面質量（主要指表面粗糙度）對疲勞強度的影響。 圖 211：鋼的 越高，表面愈粗糙， 愈低。 B? )( ?? ??強化處理 ——淬火 、 滲氮 、 滲碳 、 熱處理 、 拋光 、 噴丸 、 滾壓等 。 2）表面強化系數 考慮對零件進行不同的強化處理，對零件疲勞強度的影響。 表 210~表 212。 39 2023年 4月 12日 應力集中，零件尺寸和表面狀態只對 應力幅 有影響，而對平均應力無影響。 綜合影響系數 和零件的極限應力圖 綜合影響系數表示了 材料 極限應力幅與 零件 極限應力幅的比值 。 )( ?? kk1）綜合影響系數 40 2023年 4月 12日 41 2023年 4月 12日 ???/K??0/2K?? ? ??O45 176。C ( ? s ,0) ? m135 176。G39。A39。 (0, ? ? 1 )???M39。 ( ? 39。 me , ? 39。 ae )DAD39。 ( ? 0 /2, ? 0 /2)? aG2)、 零件 的極限應力圖 零件脈動循環疲勞點 零件對稱循環疲勞點 由于 只對 有影響，而對 無影響，所以在 材料 的極限應力圖 A180。D180。G180。C上幾個特殊點以坐標計入 影響 零件 的簡化極限應力圖。 ?k m??kG’C是靜強度極限，不受 kσ的影響，所以，該段不必修正。 42 2023年 4月 12日 —— 零件的材料特性 e ?? 001 21???????????? ?kkee? 0012?????? ?—— 標準試件的材料特性 直線 AG方程 : meeaee k ????????????? ?? 11meaek ???? ?? ?????? 1 或直線 GC方程： smeae??? ???????/K??0/2K?? ? ??O45 176。C ( ? s ,0) ? m135 176。G39。A39。 (0, ? ? 1 )???M39。 ( ? 39。 me , ? 39。 ae )DAD39。 ( ? 0 /2, ? 0 /2)? aGGC :零件屈服極限曲線 AG :零件疲勞極限曲線 —— 零件的極限應力幅和極限平均應力 。 43 2023年 4月 12日 四、單向穩定變應力時的疲勞強度計算 C?? m a xm in / ??? 過原點與工作應力點 M或 N作連線交 ADGC于 M1180。或 N1180。點 。 ∵ 此直線上任一點的應力循環特性均相同 。 ∴ M1180。或 N1180。點即為所求的極限應力點 。 常數???????????????11 22/)(/)(m inm axm inm axma? 39。 meO?39。aeC? m