第八章_交变应力与疲劳强度

第八章交变应力与疲劳强度

一、基本要求

1．在应变应力下工作的构件进行疲劳计算是非常重要的掌握交变应力的基本概念、基本计算。

2．熟练掌握交变应力的概念、交变应力的循环特征、疲劳破坏的特点、材

4）疲劳破坏特征

(1)构件内的最大应力远小于材料的静应力强度极限；就发生突然的破坏；

0σσ0ττξ为修正因数，可查有关图表。

(2)构件尺寸的影响

尺寸因数σε或τε表示光滑大尺寸试样的疲劳极限与光滑小尺寸试样的疲劳极限之比值，其值小于1。

(3)构件表明质量的影响

表面质量因数β表示用某种方法加工的构件的疲劳极限与光滑试样（经磨削加工）的疲劳极限之比值。

(4)综合考虑以上三种因素，对称循环下构件的疲劳极限0

1-σ应为

10

1--=

σβ

εσσ

σK ，其中，1-σ是光滑小试样的疲劳极限。

以上参数可查阅有关手册图表。 3.构件的疲劳强度计算

1) 基本变形下构件的疲劳强度条件 (1)对称循环下疲劳强度条件

[]n

K n

σσβσεσσσ1

01

1max ---=

=

≤

或者

n K n ≥=

-max

1

σβ

εσσσ

σ

(2)非对称循环下疲劳强度条件

n K n m

a ≥+=

-σψσβ

εσσσσ

σ1

2）弯扭组合变形下的疲劳强度条件

在计算循环特征max

min

σσ=

r 时，其最大、最小应力按其绝对值确定，若二者均为拉应力（或均为压应力），则取正号；若一拉一压，则取负号，并使循环特征处于＋1与－1之间（－1≤r ≤1）。故本题循环特征为5.0100

50

max min -=-==

σσr 。

例2 .阶梯轴如图8.6所示。材料为合金钢，σb ＝920Mpa ，σs ＝520Mpa ， σ－1＝420Mpa 。轴在不变弯矩M ＝850N.m 的作用下旋转。轴表面为车削加工。若规定n ＝1.4，试校该轴的强度。

由图查出尺寸因数77.0=σε。使用插值法，求出表面质量因数β＝0.87。

把上述求得的σmax 、σK 、σε和β代入式

n K n ≥=

-max

1

σβ

εσσσ

σ，得

n K n ≈=⨯⨯⨯=

=

-41.11013587

.073.048

.1410

6

max

1σβ

εσσσ

σ

故轴满足疲劳强度条件。

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