疲劳强度计算.ppt

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1、一、机械零件疲劳强度综合影响系数：§3-2机械零件的疲劳强度计算材料极限应力幅与零件极限应力幅的比值。即：对平均应力无影响，即：式中：—零件的有效应力集中系数—零件的尺寸系数—零件的表面质量系数—零件的强化系数二、零件的等寿命疲劳曲线只对有影响，而对无影响，∴在材料的极限应力图A´D´G´C上几个特殊点以坐标计入影响。AG——许用疲劳极限曲线，GC——屈服极限曲线三、受单向稳定变应力时零件的疲劳强度计算：一般步骤：1）由外载荷max、minm、a——工作应力；2）将工作应力m、a标在零件极限应力图上，得工作应力点：M（m，a）3）确定工作应力点M（m

2、，a）所对应的零件的极限应力点M（me，ae）零件的极限应力4）计算安全系数：变应力的应力比保持不变，即：r=C变应力的平均应力保持不变，即：m=C变应力的最小应力保持不变，即：min=C零件的极限应力点的确定：按零件的载荷变化规律不同分：（如转轴）1.变应力的应力比不变时，即：显然，直线OM上任一点的应力比均相同，M就是零件的极限应力点。1）如果OM线与AG线交于M（me，ae），则有：2）如果ON线与GC线交于N（me，ae），则有：按静应力计算：工作应力位于：区：疲劳强度设计区：静强度设计2.变应力的平均应力保持不变，即（如

3、振动中的弹簧）在零件极限应力图上表示为：平行纵坐标的一条直线。1）如果此线与AG线交于M（me，ae），则有：工作应力分布在：疲劳强度计算静强度计算2）如果此线与GC线交于N（me，ae），则有：按静应力计算：3.变应力的最小应力保持不变，即（如受轴向变载荷的紧螺栓）表示为：过M点与横坐轴夹角45°的一条直线。1）如果此线与AG线交于M（me，ae），则有：2）如果此线与GC线交于N（me，ae），则有：按静应力计算：工作应力位于：：疲劳强度计算：静强度计算115）等效应力幅注意：1）若零件所受应力变化规律不能确定，一般采用γ=

4、C的情况计算；2）上述计算均为按无限寿命进行零件设计，若按有限寿命要求设计零件时，即应力循环次数103(104)

5、e计算法：将对应于循环次数ni的不稳定对称循环变应力转化为对应于应力循环次数N0的等效稳定对称循环变应力e，然后按稳定对称循环变应力下安全系数计算公式算出安全系数值，若满足，则安全。2.当量循环次数Ne计算法：取不稳定循环诸变应力中数值最大的应力或循环次数最多的应力（对疲劳损伤影响最大的那个应力），作为计算基准应力，而将诸变应力i所对应的循环次数ni转化为当量循环次数Ne，使得应力循环Ne次后，对材料所造成的损伤与诸应力i各自循环ni次对材料所造成的损伤相当。若满足，则安全。例：有一转轴危险截面上受不稳定对称循环变应力作用，如图示。转轴工作总时间为2400

6、小时，转速n=60r/min，材料为45钢，B=650MPa,-1=300MPa,疲劳曲线指数m=9，，零件疲劳强度综合影响系数,许用安全系数[s]=1.5，式校核该轴的强度。1、取基准应力=1=150MPa2、计算各变应力的循环次数T1=10/60x2400=400hT2=20/60x2400=800hT3=25/60x2400=1000h所以：N1=60nt1=60x60x400=0.144xN2=60nt2=60x60x800=0.288xN3=60nt3=60x60x1000=0.36x3、当量循环次数Ne解：用当量循环次数法：4、计算当量循环次数下的

7、零件极限应力：5、计算安全系数：∴该轴强度合格五、受双向稳定变应力时零件的疲劳强度计算若零件上作用有周期相同、相位相同的对称循环正应力a和剪切应力a时，对一般结构钢，经实验得其对应的极限应力（a，a）符合下列关系：式中：-1e：零件只受对称时的极限应力-1e：零件只受对称时的极限应力注：因为是对称循环，所以：曲线AB上任何一点都代表一对极限应力。若零件的工作应力点在极限圆以内，则是安全的。当零件上作用的弯曲应力和扭转应力为非对称循环变应力时：六、提高零件疲劳强度的措施：1.尽可能降低零件上的应力集中；2.选择疲劳强度高的材料、采用