交变应力67388

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1、yyyy年M月d日材料力学中国石油大学（华东）胡玉林第十一章交变应力yyyy年M月d日§11.1交变应力的概念§11.2交变应力有关术语§11.3持久极限§11.4影响持久极限的因素§11.5对称循环疲劳强度校核§11.6提高构件疲劳强度的措施一、交变应力若构件内一点处的应力随时间作周期性变化。§11.1交变应力的概念xQPPxMPayzKKKOKtK火车轴危险点交变应力齿轮根部的交变应力转子偏心引起梁的交变应力二、疲劳失效材料和构件在交变应力作用下发生的破坏。三、疲劳失效的特征1.疲劳破坏需要经过一定数

2、量的应力循环；2.破坏时，名义应力值远低于材料的静载强度极限；3.破坏前没有明显的塑性变形，即使塑性很好的材料，也会呈现脆性断裂；4.断口特征：同一疲劳断口，一般都有明显的光滑区和粗糙区。光滑区域颗粒状区域疲劳源晶粒四、疲劳破坏的机理初始缺陷滑移滑移带初始裂纹(微裂纹)宏观裂纹脆性断裂五、疲劳破坏的危害1、广泛性金属断裂事故的80﹪是疲劳断裂2、突然性脆断前无显著变形3、破坏性断裂事故tmaxminma一个应力循环1.平均应力2.应力幅3.循环特性

3、min

4、≤

5、max

6、§11.2交变应力有关术

7、语t循环特性对称循环t循环特性脉动循环t循环特性静应力§11.3持久极限光滑小试件经过无数多次应力循环而不发生疲劳破坏的最大应力值，记为σr。如折铁丝MMNσ结果断断断不断一、S－N曲线Sσr有水平渐近线——如碳钢S－N曲线OS无水平渐近线——如有色金属二、条件持久极限对于有渐近线的S－N曲线，规定经历107次应力循环而不发生疲劳破坏，即认为可以承受无数多次应力循环。Sσr对于没有渐近线的S－N曲线，规定经历2107～108次应力循环而不发生疲劳破坏，即认为可以承受无数多次应力循环。OSN0=107

8、（钢）或N0=2×107～108（有色金属）——称为循环基数疲劳寿命N=N0而不发生疲劳破坏的交变应力最大值，称为材料的条件疲劳极限。持久极限和条件疲劳极限可统称疲劳极限。（以对称循环为例）§11.4影响持久极限的因素1.构件外形有效应力集中系数2.构件尺寸的影响尺寸系数3.表面质量的影响表面质量系数四、构件的持久极限综合考虑各种因素的影响，构件的持久极限为对于对称正应力循环对于对称剪应力循环§11.5对称循环疲劳强度校核无限寿命设计方法中，对称循环下的疲劳强度设计——安全系数法nσ[n]nσ——构件的工

9、作安全因数；[n]——规定的安全因数。对于对称剪应力循环，将上式中下标σ换成τ即可。§11.6提高构件疲劳强度的措施1.降低应力集中2.降低表面粗糙度3.提高表层强度高频淬火，渗碳，氮化，滚压，喷丸第十二章开口薄壁杆件的弯曲yyyy年M月d日§12.1开口薄壁截面§12.2弯曲中心的概念§12.3横截面上的切应力Pzy进行与弯曲时相同的推导得§12.4弯曲中心的确定上翼缘bh/2h/2tzyo因为所以合力Q1Q1腹板bh/2h/2tzyo合力Q1Q1Q2bh/2h/2tzyo所以Q1Q1Q2因为bh/2h/

10、2tzyo所以Q1Q1Q2根据合力矩定理e由于故§12.2纵横弯曲ABCQyxyxPPCQlc由挠曲线微分方程引入有由挠曲线微分方程得同理