机械零件的疲劳强计算

0
min
max m
t
力 min=0 a=m=max/2
r=0
不属于上述三类的应力称为非对称循环应力，其r在+1与-1之间，
它可看作是由第一类（静应力）和第二类（对称循环应力）叠加而
成。
例1 已知：max=200N/mm2，r =－0.5，求：min、a、m。 解：
min r max 0.5 200 100
a—应力幅；r—循环特性，-1 r +1。 由此可以看出，一种变应力的状况，一般地可由max、min、m、 a及r五个参数中的任意两个来确定。
三、几种特殊的变应力
特殊点：
0
m t
静应力
max=min=m a=0 r=+1
对称循环变应
max
力
0
t min
max=min=a m=0
r=-1
脉动循环变应
40
0 -40
-120
min a
t m
max
例3 已知：A截面产生max=－400N/mm2，min=100N/mm2
求：a、m，r。
Fr
a Fa
Fa
b弯曲应力
Fr
A
M
解：
a
max min
2
400 100 2
250
250
m
max
min
2
400 100 2
பைடு நூலகம்150
100
0
a
m
t
-150
稳定
循环变应力（周期）
复合
非对称
不稳定循环变应力
随机变应力（非周期）
周期
时间t
a）稳定循环变应力
a）随时间按一定规律周期性变化，而且变化幅度保持常数的变应力称 为稳定循环变应力。如图2-1a所示。
周期 t
b）不稳定循环变应力
b）若变化幅度也是按一定规律周期性变化如图2-1b所示，则称为 不稳定循环变应力。
36
b
0
t ＋0
c
-1.528
-36
Pr（对称循环）
Px（静应力）
34.472 a
=0
m
t
t
-37.528 合成后（稳定循环变应力）
第二章 机械零件的疲劳强度计算（习题）
一、选择题 1、机械设计课程研究的内容只限于 3 。
（1）专用零件和部件；（2）在高速、高压、环境温度过高或过低 等特殊条件下工作的以及尺寸特大或特小的通用零件和部件；（3） 在普通工作条件下工作的一般参数的通用零件和部件；（4）标准化 的零件和部件。
0
31.2N/mm2 t
-130N/mm2
4、发动机连杆横截面上的应力变化规律如题3图所示，则其应力幅a和 平均应力m分别为 。
（1）a = －80.6M2pa，m = 49.4Mpa；（2）a = 80.6Mpa，m = -49.4Mpa；
（3）a = 49.4Mpa，m = －80.6Mpa；（4）a = －49.4Mpa，m = － 80.6Mpa。
m
max min
2
200 100 2
50
a
max min
2
200 100 2
150
200
a
50 0 min
-100
max
m
t
例2 已知：a=- 80N/mm2，m=－40N/mm2 求：max、min、r、绘图。
解：
max m a 40 (80) 120
min m a 40 (80) 40 r min 40 1 max 120 3
5、变应力特性max、min、m、a及r等五个参数中的任意 来描述。
（1）一个；（2）两个；（3）三个；（4）四个。
2
6、机械零件的强度条件可以写成 3 。
（1） ， 或 S S， S S （2） ， 或 S S， S S （3） ， 或 S S， S S （4） ， 或 S S， S S
零件受周期性的最大应力max及最小应力min作用，其应力幅为a， 平均应力为m，它们之间的关系为
max m a
min
m
a
m a max min
2
max min
2
r min max
a
0 min
max
0
m t
图2-2稳定循环变应力
min a
t m
max
规定：1、a总为正值； 其中：max—变应力最大值；min—变应力最小值；m—平均应力；
r min 100 1 0.25
-400
max 400 4
a
0
t＋
0
m
= 稳定循环变应力 t
R=－1对称循环
R=＋1静应力
例4 如图示旋转轴，求截面A上max、min、a、m及r。
Pr=6000
A
d=50
b弯曲应力
Px=3000N 150
l=300
解：Pr A：对称循环变应力
b
M W
尖 峰 应 力
C）随机变应力 图2-1变应力的分类 c）如果变化不呈周期性，而带有偶然性，则称为随机变应力，如图 2-1c所示。
二、变应力参数
图2-2给出了一般情况下稳定循环变应力谱的应力变化规律。
a
0 min
max
0
m t
图2-2稳定循环变应力
min a
t m
max
。 图2-2给出了一般情况下稳定循环变应力谱的应力变化规律
Pr l 22
d3
6000 300 0.4 503
36
N
mm2
32
Px A：静压力
c
Px
1 d 2
3000
1 502
1.528N
mm2
4
4
max b c b c 37.528
min b c b c 34.472
a b 36 m c 1.528
r 0.919
第三章 机械零件的疲劳强度计算
一、变应力的分类 二、变应力参数 三、几种特殊的变应力 四、疲劳曲线（对称循环变应力的—N曲线） 五、（非对称循环变应力的）极限应力图 六、影响疲劳强度的因素 七、不稳定变应力的强度计算 八、复合应力状态下的强度计算（弯扭联合作用）
一、变应力的分类
变应力
对称
简单 脉 动
2、下列四种叙述中 4 是正确的。
（1）变应力只能由变载荷产生；（2）静载荷不能产生变应力；（3） 变应力是由静载荷产生；（4）变应力是由变载荷产生，也可能由静 载荷产生。
3、发动机连杆横截面上的应力变化规律如图所示，则该变应力的应力比r
为 2。
（1）0.24；（2）-0.24；（3）-4.17；（4）4.17。
7、一直径d=18mm的等截面直杆， 杆长为800mm，受静拉力F=36kN， 杆材料的屈服点s=270Mpa， 取许用安全系数[S]=1.8， 则该杆的强
度 3。
（1）不足；（2）刚好满足要求；（3）足够。
8、在进行疲劳强度计算时，其极限应力应为材料的 2 。
（1）屈服点；（2）疲劳极限；（3）强度极限：（4）弹性极限。