强度理论应力寿命法课件.ppt

强度理论应力寿命法课件.ppt

ID:56990181

大小:994.50 KB

页数:32页

时间:2020-07-25

强度理论应力寿命法课件.ppt_第1页
强度理论应力寿命法课件.ppt_第2页
强度理论应力寿命法课件.ppt_第3页
强度理论应力寿命法课件.ppt_第4页
强度理论应力寿命法课件.ppt_第5页
资源描述:

《强度理论应力寿命法课件.ppt》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库

1、强度理论与方法(2)——高周疲劳高周疲劳S-N曲线疲劳极限影响疲劳强度的因素永久疲劳寿命设计方法1.S-N曲线循环载荷引起失效(例如车轴)Wohler开始合金旋转弯曲测试并提出S-N曲线S-N曲线→经验设计方法→应力寿命法循环加载下典型的应力历史描述如下:影响因素频率:v或f单位Hz。如3000rpm的旋转机械,f=50Hz。通常如果存在环境效应,如潮湿或升温则影响疲劳。波形:应力历史是正弦波、方波或者别的波形吗?同频率一样,通常如果有环境效应则影响疲劳。R=-1(Sa=Smax)条件下得到的S-N曲线。基本S-N曲线:1.一般形状及特性值用一组标准试件,在R=-1下,施加不同

2、的Sa,进行疲劳试验,可得到S-N曲线。S-N曲线上对应于寿命N的应力,称为寿命为N循环的疲劳强度。S103104105106107NfSN疲劳强度(fatiguestrength)SN:“无穷大”一般被定义为:钢材,107次循环;焊接件,2×106次循环;有色金属,108次循环。S103104105106107NfSNSf疲劳极限(endurancelimit)Sf:寿命N趋于无穷大时所对应的应力S的极限值Sf。特别地,对称循环下的疲劳极限Sf(R=-1),简记为S-1.满足S<Sf的设计,即无限寿命设计。2.S-N曲线的数学表达1)幂函数式Sm.N=Cm与C是与材料、应力比

3、、加载方式等有关的参数。二边取对数,有:lgS=A+BlgNS-N间有对数线性关系;参数A=LgC/m,B=-1/m。LgS34567LgNSf考虑疲劳极限Sf,且当S趋近于Sf时,N。2)指数式:ems.N=C二边取对数后成为:S=A+BlgN(半对数线性关系)最常用的是幂函数式。高周应力疲劳,适合于N>104-107。S34567LgNSf3)三参数式(S-Sf)m.N=C3.S-N曲线的近似估计斜线OA+水平线ABR=-1,旋转弯曲时有:Sf(bending)=0.5Su(Su<1400MPa)分散在(0.3-0.6)Su间Sf(bending)=700MPa(Su>

4、1400MPa)1)疲劳极限Sf与极限强度Su之关系500500100015002008000AB旋转弯曲疲劳极限SMPaf材料极限强度SMPauS/S=0.5fuS=700f常用金属材料数据图轴向拉压载荷作用下的疲劳极限可估计为:Sf(tension)=0.7Sf(benting)=0.35Su实验在(0.3-0.45)Su之间高强脆性材料,极限强度Su取为b;延性材料,Su取为ys。扭转载荷作用下的疲劳极限可估计为:Sf(torsion)=0.577Sf(benting)=0.29Su实验在(0.25-0.3)Su之间注意,不同载荷形式下的Sf和S-N曲线是不同的。故由

5、S-N曲线有:(0.9Su)m×103=(kSu)m×106=C参数为:m=3/lg(0.9/k);C=(0.9Su)m×103假定1:寿命N=103时,有:S103=0.9Su;高周疲劳:N>103。已知Sf和Su,S-N曲线用Sm.N=C表达。假定2:寿命N=106时,S106=Sf=kSu,如弯曲时,k=0.5。2)无实验数据时S-N曲线的估计(供初步设计参考)LgS34567LgN120SuSf裂纹萌生寿命,“破坏”定义为:1.标准小尺寸试件断裂。2.出现可见小裂纹,或可测的应变降。S-N曲线测试方法试样:取样,试样尺寸,试样表面状态加载:试验设备,加载方式,加载频率,

6、试验环境:温度,湿度等单点法测试:7-8个试样成组法测试:4-5组,每组4-5个试样数据处理方法:按给定应力下的寿命分布规律进行疲劳极限测试方法疲劳寿命很大时的疲劳强度定义为疲劳极限钢和钛合金有疲劳极限,有色金属无获得方法单点法测试:7-8个试样升降法:4-5极载荷,需15左右试样数据处理方法:按给定寿命下的应力分布规律进行StR=-1R=-1/3R=0SmR,Sm;且有:Sm=(1+R)Sa/(1-R)R的影响Sm的影响Sm>0,对疲劳有不利的影响;Sm<0,压缩平均应力存在,对疲劳是有利的。喷丸、挤压和预应变残余压应力提高寿命。平均应力的影响1)一般趋势Sa不变,

7、RorSm;N;N不变,RorSm;SN;SNSm<0Sm=0Sm>0aR增大2)Sa-Sm关系SS-1aSuSmN=104N=107Sa/S-1101Sm/SuN=107Haigh图如图,在等寿命线上,Sm,Sa;SmSu。Haigh图:(无量纲形式)N=107,当Sm=0时,Sa=S-1;当Sa=0时,Sm=Su。GerberGoodman对于其他给定的N,只需将S-1换成Sa(R=-1)即可。利用上述关系,已知Su和基本S-N曲线,即可估计不同Sm下的Sa或SN。Ge

当前文档最多预览五页,下载文档查看全文

此文档下载收益归作者所有

当前文档最多预览五页,下载文档查看全文
温馨提示:
1. 部分包含数学公式或PPT动画的文件,查看预览时可能会显示错乱或异常,文件下载后无此问题,请放心下载。
2. 本文档由用户上传,版权归属用户,天天文库负责整理代发布。如果您对本文档版权有争议请及时联系客服。
3. 下载前请仔细阅读文档内容,确认文档内容符合您的需求后进行下载,若出现内容与标题不符可向本站投诉处理。
4. 下载文档时可能由于网络波动等原因无法下载或下载错误,付费完成后未能成功下载的用户请联系客服处理。