对称循环变应力永乐国际下零件的疲劳强度计算

 

2020-06-27 07:50

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  对称循环变应力下零件的疲劳强度计算 一、 材料的疲劳曲线、疲劳破坏 现象: 在低于材料静强度循环变应力的作用下,材料发生破 坏 .(工程中的零件断裂事故 80%是疲劳破坏) 过程 : (1)产生初始裂纹 (2)裂纹扩展 (3)瞬断 特点:(1)小应力σ<<σS (2)持续性,变应力多次作用 (3)敏感性,对材料、几何形状敏感 (4)突发性,突然断裂 2、 材料疲劳曲线( -N) 与材 在循环特性为 r 的变应力作用下, 变应力的最大值 料疲劳破坏时应力循环次数 N(寿命)之间的关系。永乐国际 (1) --N 曲线分析 实验分析: 试件承担的变应力最大值 关 与要求的寿命 N 与有 ——疲劳极限 ——条件疲劳极限 N0——循环基数,对于结构钢 硬度≤350(HBS) N0=107 350(HBS) N0=25×107 (2)有限寿命疲劳极限 (m,C 材料常数) ——寿命系数( ), 时,取 m——与材料,应力状态,热处理方法有关的系数(钢制零 件受弯曲时 m=9) (3) 3 --N 曲线的近似求法(对于 r=-1 时) 3 取 N=10 时, σ-1(10 )=0.9σB N=10 时 , σ-1 (10 ) =0.5σB (锻钢), σ-1 (10 ) =0.4σB (铸 钢,铸铁) 7 7 7 将两组数值代入方程 --N 曲线 二、影响零件疲劳强度的因素 ,可求出 m,C,由方程可求出 受多种因素的影响, 说明: 材料的σr 是标准试件的疲劳极限。 实际零件的疲劳极限低于标准试件的疲劳极限,进行零件的 疲劳强度计算时,必须考虑这些因素对实验结果加以修正。 影响零件疲劳极限的因素主要有: 1、应力集中影响 在零件几何形状突变处(过滤圆角,键槽,螺纹孔)产生远大 于名义应力的现象。 有效应力集中系数 、 : 当材料、载荷、尺寸均相同时,光滑试件与有应力集中试件 的疲劳极限之比. 对于 r=-1 的情况: 注: 同一剖面有多个应力集中源时,取其中有效应力集中系 数最大的计算 2、绝对尺寸影响 尺寸效应:其他条件相同时,随着绝对尺寸的增加,零件的 疲劳极限降低的现象。 绝对尺寸系数 、 : (3)表面状态的影响 其他条件相同时,零件表面粗糙,疲劳极限降低。 表面状态系数 : 各影响系数可查教材附表 1-1~表 1-6 三种因素的综合影响:综合应响系数 三、对称循环变应力下零 件疲劳强度计算 1、零件的疲劳曲线 ( ) 考虑影响零件疲劳强度的 三种因素的综合影响, 零件 的承载能力比标准试件的 有所降低。 B’: (N=N0)—零件的无限寿命疲劳极限 A’(N=10 )-- 零件的 N=10 有限寿命疲劳极限 3 3 k0=(kσ-1) q0+1 q0— 修正系数(图 1-6)—反映材料对应力集中的敏感程度, 硬度高,对应力集中敏感 2、零件疲劳极限 与条件疲劳极限 由 A’B’方程: 零件有限寿命疲劳限: 零件极限应力选择: 3、无限寿命零件的疲劳强度计算 4、有限寿命零件的疲劳强度计算 式中:安全系数[S]=1.3~2.5 材料均匀,工艺质量好,载荷和应力计算准确时取小值,反之 取大值.

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