现代机械强度理论及应用
现代机械强度理论及应用
机械科学与工程研究生系列教材现代机械强度理论及应用王德俊 何雪浤 编著北 京内 容 简 介本书主要介绍了现代机械强度基础理论及其实际应用，其内容包括：现代机械强度的基本概念及其与传统机械强度的区别，应力应变分析的基本理论和方法，含裂纹体的强度理论，疲劳理论和疲劳寿命估算等问题。
本书将目前机械强度主要涉及的弹性理论、塑性理论、断裂理论和疲劳理论以及应用实例有机地融为一体，系统全面地介绍了机械强度理论。
本书可作为机械工程领域中机械设计，机械设备管理、维修等专业研究生教材，亦可供从事相关专业教学、科研的工作者和工程技术人员参考。
图书在版编目（CIP ）数据 现代机械强度理论及应用／王德俊，何雪浤编著．—北京：科学出版社，２００３ （机械科学与工程研究生系列教材） ISBN ７０３０１１６５５０ Ⅰ畅现… Ⅱ畅①王… ②何… Ⅲ畅机械强度研究生教材 Ⅳ畅T H １１４ 中国版本图书馆CIP 数据核字（２００３）第０４８１２６号责任编辑：段博原／文案编辑：邱 璐 贾瑞娜／责任校对：柏连海责任印制：刘秀平／封面设计：陈 敬科学出版社发行 各地新华书店经销倡２００３年９月第 一 版 开本：B ５（７２０×１０００）２００３年９月第一次印刷 印张：１２３／４印数：１—３０００ 字数：２４３０００定价：20畅00元（如有印装质量问题，我社负责调换枙环伟枛）－－－ 出版北京东黄城根北街１６号邮政编码：１００７１７h t tp ：／／w w w ．sciencep ．co m印刷前 言机械强度是机械工程中一门重要的应用基础学科，是保证现代机械设计在实现其功能的前提下达到高质量、高水平、高可靠性的基础，是现代机械工程技术工作者必须掌握的基础知识。
严格地说，强度问题包括狭义强度和广义强度两种含义，狭义强度主要研究各种断裂和变形过大问题，而广义强度则包含强度、刚度和稳定性，有时还包括机械振动问题。
本教材主要介绍狭义强度的内容。
机械强度研究现状
也由于内挤压的特殊工艺性, 要求一定要均匀、缓慢、连续 地挤压孔, 不允许有冲击和暂停现象。
图1
目前主要的滚压加工工具有硬质合金滚轮式滚压工具、滚柱式滚压工具、 硬质合金YZ 型深孔滚压工具、圆锥滚柱深孔滚压工具、滚珠式滚压工具,这 种方法主要应用在大型轴类、套筒类零件内、外旋转表面的加工、滚压螺钉、 螺栓等零件的螺纹以及滚压小模数齿轮和滚花等, 并取得了显著成果, 很好 的提高了经济效益, 如天津大学内燃机研究所唐琦等人通过对370Q 型汽油 机、376Q 型柴油机进行的曲轴负荷分析、强度估算及弯曲疲劳强度实验表 明, 与未滚压曲轴相比教, 经圆角滚压的曲轴疲劳强度增加了92.3% , 安全 系数由1.18 提高到2.28 并大幅度提高曲轴疲劳强度; 还有如柳州南方汽车 缸套厂在对缸套进行滚压试验后发现同一材料、硬度和壁厚的气缸套, 由原 来的直槽改制成为沉割槽, 其破断力在原来基础上提高了35%以上, 技术指 标显著增加, 获得明显效果, 如表1所示。
目前主要应用于以下几种类型: 1. 挤压棒挤压强化。孔壁上涂干膜润滑剂, 施加力的方式为 拉挤或推挤, 适用于大型零部件装配和维修; 2. 衬套挤压强化。孔内装有衬套, 挤压棒用拉挤或推挤方式 通过衬套孔, 适用于各类零部件的装配和修理; 3. 压印模挤压强化。在圆孔或长圆孔周围用压印模挤压出同 心沟槽。适用于大型零部件及蒙皮关键承力部位的孔压印; 4. 旋转挤压强化。使用有一定过盈量, 经向镶有圆柱体的挤 压头, 旋转通过被挤压的孔, 适用于起落架大直径管件和 孔。 由于内挤压特殊的高效而简单的强化工艺, 使得内挤压强 化工艺得到了一系列广泛的应用, 并也取得了良好的效果, 一下是几种常见材料挤压的强化效果见表2, 可知孔挤压后 可大幅度提高疲劳极限。
现代机械强度理论及应用学期总结报告
现代机械强度理论及应用学期总结报告现代机械强度理论及应用这门课程主要阐述了材料和零件的强度概念，强度理论、强度与寿命设计、疲劳强度与可靠性、现代强度理论应用等。
现代机械强度理论及应用是以机械学和力学为基础，分析零件失效断裂问题，以现代测试手段和计算机结合处理问题。
基本假设是无缺陷的连续均匀构件受静载荷作用。
设计准则是最大载荷下构件危险点的工作应力σ小于构件材料所需应力。
一．材料和零件的疲劳强度现代强度理论中的疲劳强度理论包括疲劳强度可靠性和疲劳寿命可靠性；强度理论的基础是弹性力学和断裂力学，与现代测试技术、计算机技术、优化技术、摩擦学等相结合。
工程构建的破坏性主要有三种：磨损、腐蚀和断裂。
造成断裂的原因很多，有过载、低温脆性断裂、应力腐蚀、氢脆、镉脆、疲劳等。
强度的力学基础：弹性力学主要是指在允许的情况下，分析变形应变问题，分析弹性方程，物理方程、分析应力应变的关系。
塑性力学时零件在整个变形中，不能完全恢复，按变形理论分析，根据屈服准侧来分析。
断裂力学中则研究裂纹的发展速度。
材料、零件和构件在循环加载下，它是在某点或某些点产生局部的永久性损伤，并在一定循环次数后形成裂纹、或使裂纹进一步扩展直到完全断裂的现象。
循环应力在工程上引起的疲劳破坏的应力或应变有时呈周期性变化，有时是随机的。
在疲劳试验中人们常常把它们简化成等幅应力循环的波形，并用一些参数来描述。
图1中σmax和σmin是循环应力的最大和最小代数值；γ＝σmin／σmax是应力比；σm＝（σmax＋σmin）／2是平均应力；σa＝（σmax－σmin）是应力幅。
当σm＝0时，σmax与σmin的绝对值相等而符号相反，γ＝－11，称为对称循环应力；当σmin＝0时，γ＝0称为脉动循环应力。
曲线 S-N曲线中的S为应力（或应变）水平，N为疲劳寿命。
S-N 曲线是由试验测定的，试样采用标准试样或实际零件、构件，在给定应力比γ的前提下进行，根据不同应力水平的试验结果，以最大应力σmax或应力幅σa 为纵坐标，疲劳寿命N为横坐标绘制S-N曲线。
材料力学性能的研究与应用
材料力学性能的研究与应用随着工业化的进程，人类对材料的需求不断增加，而材料力学性能的研究与应用成为了现代工业不可或缺的一部分。
在材料的生产、加工和使用过程中，人们需要了解材料的力学性能，以便确定其在特定环境下的适用性和使用寿命。
一、材料力学性能的研究1.机械性能机械性能是材料力学性能的核心之一，它涉及弹性、塑性、强度等多个方面。
机械性能的研究可通过实验室测试、模拟计算等方法进行。
在实验室研究中，常采用材料拉伸试验、冲击试验、硬度试验、三点弯曲试验等方法，通过测量荷载变形特征，确定材料的强度、韧性、硬度等参数。
注意，不同纬度的材料机械性能测试方法可能不同。
在数值计算方面，有限元分析方法广泛应用于机械性能研究中。
该方法可在计算机内建立材料的数学模型，以解决材料运动学、动力学、热力学等问题。
2.疲劳性能疲劳是材料力学性能的一个重要方面，它是指材料在重复的应力循环下出现的损伤、裂纹和失效。
疲劳性能的研究可通过实验室测试、数值计算等方法进行。
在实验室研究方面，常采用双弯试验、旋转弯曲试验、循环拉伸试验等方法，通过测量荷载变形特征，在材料出现裂纹和疲劳界限时停止实验，确定材料的疲劳极限。
在数值计算方面，疲劳寿命和损伤机理研究可通过有限元分析方法和其他计算方法进行。
有限元分析方法可用于模拟材料的滞回曲线、循环应力应变曲线等。
而计算疲劳寿命的方法则是使用基于疲劳损伤积累理论的计算工具，计算疲劳裂纹扩展速率和寿命。
二、材料力学性能的应用1.工程设计材料力学性能的研究可为工程设计提供重要依据。
将材料的机械性能和疲劳性能纳入工程设计中，可以预测和控制工程破坏的风险，确保建筑物、机械、车辆等的安全性能。
2.新材料研发随着技术进步和资源消耗日益严重，研发新型材料已成为当前的热门话题。
材料力学性能的研究可为新材料的研发提供重要依据。
通过对新材料的机械性能和疲劳性能研究，可以发现和解决新材料的弱点，提高其性能表现，进一步推动新材料的使用和应用。
现代设计和传统机械设计的比较分析
现代设计和传统机械设计的比较分析摘要：进入21世纪以来，在社会经济高速发展的背景下，我国科学技术得到了空前的进步发展，现代机械产品设计技术含量更高，并且更加注重创造性，在传统整体功能的基础上，加强了现代化设计方法与计算机技术的应用，产品设计质量、效率以及精度均得到了有效的提高，满足了社会发展对产品经济性、适应性与可靠性的需求。
现代设计相比于传统设计，在功能、结构等方面具有着明显的优势。
本文在比较现代设计方法与传统设计方基础上，进一步比较了现代机械设计特点与传统设计特点，其主要目的是进一步提升现代设计质量。
关键词：现代设计；传统设计；机械设计所谓机械设计，主要是根据使用要求，对机械工作原理、结构以及运动方式等方面加以构思，并且将其转变为人为制造的工作过程。
传统机械设计主要是指以强度与低压控制为核心，展开安全系数设计、经验设计以及机电分离设计等。
随着我国科学技术的不断进步发展，现代机械设计加强了现代计算机技术与现代设计方法的应用，在确保传统机械整体功能的基础上，提高了产品设计质量、效率与精度，满足现如今市场产品在经济性与可靠性等方面的需求。
1.现代设计方法与传统设计方法比较1.1传统设计方法传统设计方法主要是以直觉设计、经验设计以及静态设计为基础，通常情况下，所采用的设计方法有两种，分别是理论设计与经验设计，接下来两种设计方法加以详细介绍，（1）理论设计方法。
理论设计主要是指依据长时间设计累计的设计理论与实验数据所进行的的设计，这种设计方法主要缺点在于考虑问题不够全面，例如安全系数过大的情况下，将会无形中增加了产品的体积，反之无法确保产品的安全性，造成上述问题存在的主要原因是设计过程中，实际情况是复杂多变的。
（2）经验设计主要是指依据某零件已有的设计方法与经验采用类比方式进行的设计，或者是按照设计人员个人的设计经验进行的设计[1]。
但是随着设计产品的技术含量的不断提高，尤其是现如今的产品更新速度不断加强的情况下，经验类比设计方法已经远远满足不了市场的需求，其主要原因在于难以确保设计质量、效率与精度。
学科专业代码名称
03机械强度理论及应用
04塑性成形理论及应用
15
080204车辆工程
01车辆空气动力学
02车辆整车性能研究
10
085201机械工程(专业学位)
01汽车空气动力学研究与应用
02现代特种加工技术
03数字化制造及装备技术
04现代机械强度理论及应用
05包装机械制造与控制技术
25
902中共党史
同等学历加试：
903科学社会主义
904政治经济学原理
050211外国语言学及应用语言学
01应用语言学
02翻译理论与实践
03中西语言文化信息研究
003外国语学院
18
①101思想政治理论
②240日语或241法语
③612基础英语
④803专业英语
复试专业课：
905中英互译综合面试
同等学历加试：
学科专业代码、名称
及研究方向
招生学院代码及名称
招生人数
初试科目
备注
010105伦理学
01中国传统伦理思想史
02应用伦理学
03德育教育
001文学与新闻传播学院
10
①101思想政治理论
②201英语一
③610马克思主义哲学原理
④801伦理学原理
不招同等学力。
复试专业课：
901中国哲学史
130300戏剧与影视学
复试专业课：
959电力系统分析
同等学历加试：
925电机学
926电力电子技术
080804电力电子及电力传动
01电力电子自动控制系统
02现代电力电子技术及系统
03现代控制理论及其在电力电子系统中的应用
现代机械强度理论及应用
现代机械强度理论及应用第一篇：现代机械强度理论及应用关于钢丝绳的疲劳断裂综述课程：现代机械强度理论及应用姓名：学号：专业：机械工程关于钢丝绳的疲劳断裂综述摘要本文主要是对国内关于钢丝绳疲劳断裂问题研究的报告论文进行综述性的的总结，主要是关于钢丝绳在材料选择，加工工艺，热处理，表面磨损，疲劳强度等方向上的国内论文进行综述性的总结归纳，以更好的了解国内对钢丝绳疲劳断裂问题的研究进展。
Abstract This paper mainly reviewed the summary of the domestic research on the problem of wire rope fatigue fracture report papers, mainly on the wire rope in the choice of materials, processing technology, heat treatment, surface wear, fatigue strength and direction of the domestic paper reviewed the summary of domestic research on the steel wire rope fatigue fracture problems the progress in understanding better 关键字疲劳断裂、磨损、引言钢丝绳是一种柔性空间螺旋结构钢制品，将热轧钢线材冷拉成钢丝，然后按一定规则捻制成螺旋状钢丝束，其承载力和强度较高，且具有柔软性和吸收阻尼等优点，被广泛应用于矿山机械、航空航天、机械加工、建筑施工、桥梁建设和交通通讯等领域，其安全与否直接影响到各行业的安全生产使用和经济问题。
例如，电梯钢丝绳安全与否是保障电梯安全运行的重要因素，直接影响到人流的运输甚至危及生命，所以在对电梯进行安全检测时，应将电梯钢丝绳的安全检测作为核心部分;起重机用钢丝绳一般用来悬吊重物并传递动力，其安全性是人们长期以来一直关心的问题;在架空索道中，钢丝绳扮演着缆车牵引的角色，钢丝绳是否安全可靠直接关系到缆车的安全性能;矿井提升钢丝绳担负着提升煤炭、升降人员和下放材料等重要任务，是维系井下和地面的主要运输工具，在整个煤矿生产中占有非常重要的地位，其可靠性直接关系到矿井正常生产和人员生命安全，一旦出现钢丝绳断裂，轻则财产损失，重则井毁人亡，造成重大事故。
焦炭塔的机械强度分析及其设计应用的开题报告
焦炭塔的机械强度分析及其设计应用的开题报告
一、选题背景
焦炭塔是炼钢过程中的一种关键设备，主要用于对焦炭的干燥、预热和热反应。
随着钢铁行业的不断发展，焦炭塔的重要性也越来越凸显，因此对其机械强度进行分
析和设计应用显得尤为重要。
二、研究目的
本文旨在探究焦炭塔的机械强度分析方法，并初步设计应用。
三、研究内容
（一）焦炭塔的结构及工作原理
介绍焦炭塔的结构特点、工作原理和主要工作环节。
（二）焦炭塔机械强度分析方法
采用有限元方法对焦炭塔进行机械强度分析，包括受力分析、应力分析、变形分析等，通过结果对焦炭塔的机械强度及其安全系数进行评估。
（三）焦炭塔设计应用
在机械强度分析的基础上，结合实际工程要求，通过设计应用将分析结果转化为具体的焦炭塔结构设计方案，包括材料选择、结构设计和强度检验等。
四、研究方法
本文采用文献资料法、实验研究法和数值模拟法。
通过对已有文献和实验研究的总结，分析焦炭塔的工作原理和机械强度分析方法，并借助有限元软件对其进行数值
模拟，评估焦炭塔的机械强度及其安全系数。
五、研究意义
本文可为焦炭塔的结构设计和性能评估提供依据，为钢铁生产企业提高生产效率、降低生产成本、提高产品质量提供技术支持。
同时，研究结果可为类似设备的机械强
度分析和设计提供参考。
六、研究进度安排
第一阶段（2022年3月-5月）：文献资料整理和实验研究
第二阶段（2022年6月-8月）：焦炭塔有限元模型建立和机械强度分析第三阶段（2022年9月-11月）：焦炭塔结构设计和应用实现
第四阶段（2022年12月-2023年1月）：论文撰写、修改和完善。
各种强度理论的应用.
1
pD
2d
2
pD
4d
3 p
由于p与 ( pD/2d ) 和 ( pD/4d ) 相比很小，故可认为 3＝0。
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5. 按第四强度理论写出的相当应力表达式为
r4
1 2
1
2
2
2
3 2
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18
解：1. 求圆筒横截面上的正应力 '
根据圆筒本身及其受力的对称性，以及圆筒为薄壁的
特点(d << D )，可认为圆筒横截面上无切应力，而正应力 '沿壁厚和圆周都均匀分布，于是得圆筒横截面上的正应
力为
F
p πD2 4
pD
A πDd 4d
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122.7 MPa
FS,m
ax
S
* z,a
Izd
200103 N
120103 m 15103 m (135 7.5) 103 m 88106 m4 9103 m
64.6 MPa2019/6/28源自13点a处的主应力为1
338×103 mm3；梁的材料Q235钢的许用应力为[ ]＝170 MPa，[ ]＝100 MPa。
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9
解: 1. 按正应力强度条件校核 此梁的弯矩图如图d，最大弯矩为Mmax＝80 kN·m。
(d)
梁的所有横截面上正应力的最大值在C 截面上,下边缘处：
max
max
F S* S,max z,max Izd
材料强度理论与应用研究综述
材料强度理论与应用研究综述材料强度是工程设计中非常重要的一个参数，它决定了材料在受力下的承载能力。
材料强度理论的研究和应用对于工程设计和材料选择具有重要意义。
本文将对材料强度理论的发展和应用进行综述。
1. 材料强度理论的发展历程材料强度理论的发展可以追溯到古代，但真正系统化的研究始于18世纪。
最早的材料强度理论是基于经验和试验结果得出的，例如杨氏模量和屈服强度等。
随着科学技术的发展，人们开始尝试建立材料强度的理论模型。
19世纪末，弹性力学理论的发展为材料强度理论提供了基础。
20世纪初，塑性力学理论的出现使得材料强度的研究更加深入和准确。
2. 材料强度理论的基本原理材料强度理论的基本原理是基于材料的内部结构和力学行为进行分析。
弹性力学理论认为材料在小应变范围内呈现线性弹性行为，可以通过杨氏模量和泊松比等参数来描述。
塑性力学理论则研究材料在大应变范围内的变形和破坏行为，包括屈服、流变和断裂等。
此外，材料强度还与温度、应变速率和环境等因素密切相关。
3. 材料强度理论的应用研究材料强度理论的应用涵盖了多个领域。
在工程设计中，材料强度理论可以用于预测材料在受力下的性能，从而确定结构的安全性和可靠性。
例如，在建筑设计中，通过计算材料的强度和刚度，可以确定结构的尺寸和形状，以满足设计要求。
在航空航天领域，材料强度理论可以用于设计和制造高强度和轻量化的材料，以提高飞行器的性能和效率。
4. 材料强度理论的发展趋势随着科学技术的不断进步，材料强度理论也在不断发展和完善。
目前，许多新的材料强度理论正在研究中，例如纳米材料的强度行为和复合材料的强度预测等。
此外，计算机模拟和数值分析的发展为材料强度理论的研究提供了新的工具和方法。
未来，材料强度理论的研究将更加注重多尺度、多物理场和多学科的综合分析。
总结起来，材料强度理论的研究和应用对于工程设计和材料选择具有重要意义。
随着科学技术的发展，材料强度理论不断完善和发展，为材料设计和制造提供了更多的可能性。
现代机械强度理论及应用2资料
伺服作动器
1、国内外研究的基本状况
基于固有频率的裂纹检测方法
基于振型的裂纹检测方法
基于曲率模态的裂纹检测方法 基于模态分 析的裂纹检 测方法
基于应变模态的裂纹检测方法
基于动态残余向量的裂纹检测方法
基于能量变换的能量检测方法
基于柔度矩阵的裂纹检测方法
基于频响函数的裂纹检测方法 基于信号处 理的裂纹检 测方法
基于神经网络的裂纹检测方法
基于小波分析的裂纹检测方法
基于非线性声学的裂纹检测方法 基于其他手 段的裂纹检 测方法
基于超声波原理的裂纹检测方法
2、两端固支梁与薄板的振动理论
2.1、两端固支梁的横向振动理论
考虑梁的两边固支形式的横向振动，梁的横向振动可理解为微振动问题， 在这种情况下满足对于小变形梁的各种假设，只考虑梁沿与轴线垂直方向的 小位移，而忽略轴向位移、截面绕中性轴的转动及剪力引起的变形。这样梁 在变形时满足平面假设。
人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。
裂纹深度对频率变化的影响：根据损伤理论可得，单一裂纹情况下， 如果裂纹位置不变，则随着裂纹深度的增加结构的各阶固有频率都呈下降 趋势，但在裂纹位置不同的情况下，相同深度的裂纹对结构各阶固有频率 的影响也不同。将两端固支的梁分为 30 等份。
两端固支梁的模型
随着裂纹深度的加深，结构的各阶固有频率都有所下降，两端固支梁结构 在这种开裂纹的方式下可以选择一阶和四阶频率作为敏感频率。
机械设计基础理论讲解
机械设计基础理论讲解在机械工程领域，机械设计是一门重要而广泛应用的学科。
机械设计的基础理论涵盖了许多方面，包括机械材料、力学、热力学、流体力学等。
本文将就机械设计的基础理论进行讲解，帮助读者更好地理解和应用这些理论知识。
一、机械材料机械设计中的材料选择对于产品的性能和寿命至关重要。
常见的机械材料包括金属材料、塑料材料和复合材料等。
金属材料常用于制造机械零部件，具有较高的强度和刚度。
塑料材料具有较低的密度和良好的加工性能，适用于制造轻型结构部件。
复合材料由两种或两种以上的材料组合而成，可根据需要调节其性能。
在机械设计中，需要根据产品的工作条件和要求选择合适的材料。
二、力学力学是机械设计中不可或缺的基础理论。
力学研究物体的受力和力的作用效果。
在机械设计中，力学理论可以应用于结构分析、疲劳强度计算、运动学和动力学分析等方面。
1. 结构分析结构分析是机械设计中最基本的内容之一。
它通过对物体的受力和应力进行分析，确定物体的强度和刚度。
结构分析可以采用静力学方法、动力学方法或有限元方法等进行计算和模拟。
通过结构分析，可以评估产品的性能和安全性，并进行相应的优化设计。
2. 疲劳强度计算在机械工作中，零部件会受到循环载荷的作用，长期受力容易导致疲劳破坏。
疲劳强度计算是机械设计中的重要内容之一。
通过对材料的疲劳性能进行评估，计算零部件的疲劳寿命，从而确定其可靠性和安全性。
3. 运动学和动力学分析运动学研究物体的运动状态和轨迹，动力学研究物体的运动原因和力的作用。
在机械设计中，运动学和动力学分析可以帮助工程师了解机械系统的运动规律和力学特性。
通过分析物体的运动学和动力学特性，可以进行机械传动设计、运动控制和系统优化等。
三、热力学热力学是机械设计中的另一个重要理论。
它研究能量转化和传递的规律，涉及热量、功和功率等概念。
在机械设计中，热力学可以应用于动力系统的能量转换效率分析、热机的循环过程计算等方面。
1. 动力系统的能量转换效率分析在机械设计中，往往需要将一种能量形式转换为另一种能量形式。
全套现代机械设计手册
全套现代机械设计手册现代机械设计手册是面向机械设计师和工程师的重要参考资料，涵盖了机械设计的基础知识、原理和实践技巧。
本手册共分为三个部分，分别是机械设计基础、机械设计原理和机械设计实践。
一、机械设计基础1. 机械设计概述：介绍机械设计的定义、内容和发展历程，以及机械设计师的职责和素质要求。
2. 材料力学基础：介绍常用材料的性能参数、应力和变形理论，包括拉伸、压缩、剪切等力学性能的计算方法。
3. 热力学基础：介绍热力学的基本概念、热力循环和工质特性，以及热力学在机械设计中的应用。
4. 流体力学基础：介绍流体的性质、流体静力学和流体动力学理论，以及流体在机械设计中的应用。
5. 传动机构：介绍传动机构的分类、结构和工作原理，包括传动比计算、齿轮传动、链传动、皮带传动等。
二、机械设计原理1. 机械原理：介绍机械运动学、动力学和稳定性原理，包括机械系统的自由度、约束力和运动轨迹。
2. 机械结构设计：介绍机械结构的设计原则、材料选择和连接方式，包括零件设计、装配和校核。
3. 机械零件设计：介绍机械零件的设计方法和技巧，包括轴、轴承、联轴器、齿轮等常见零部件的设计规范。
4. 机械传动设计：介绍机械传动系统的设计要点和计算方法，包括传动元件的选型、结构设计和强度校核。
5. 机械强度计算：介绍机械零件的强度计算方法和应力分析技巧，包括杆件、梁件、轴件等的强度校核。
三、机械设计实践1. 立体图制图：介绍机械零件的立体图绘制方法和图纸规范，包括视图的选择、尺寸标注和装配图的绘制。
2. CAD技术应用：介绍计算机辅助设计软件的基本操作和应用技巧，包括CAD、Solidworks、AutoCAD等工具的使用。
3. 机械装配实践：介绍机械零件的装配工艺和技术要点，包括零部件的对接、定位和调试。
4. 机械制造工艺：介绍机械制造的常见工艺和加工方法，包括铸造、锻造、冲压、焊接等工艺的应用。
5. 机械检测技术：介绍机械零件的检测方法和装备要求，包括尺寸测量、表面质量检测等技术手段。
材料力学四大强度理论
材料力学四大强度理论强度理论是判断材料在复杂应力状态下是否破坏的理论。
材料在外力作用下有两种不同的破坏形式：一是在不发生显著塑性变形时的突然断裂,称为脆性破坏;二是因发生显著塑性变形而不能继续承载的破坏，称为塑性破坏。
由于工程上的需要,两百多年来,人们对材料破坏的原因，提出了各种不同的假说。
但这些假说都只能被某些破坏试验所证实，而不能解释所有材料的破坏现象。
这些假说统称强度理论。
常用的强度理论有以下几种：01最大拉应力（第一强度）理论它是根据W.J.M.兰金的最大正应力理论改进得出的。
主要适用于脆性材料。
它假定，无论材料内一点的应力状态如何，只要该点的最大拉伸主应力达到了单向拉伸断裂时横截面上的极限应力，材料就发生断裂破坏。
破坏判据：强度准则：适用范围：适用于破坏形式为脆断的构件。
02最大伸长线应变（第二强度）理论它是根据J.-V.彭赛列的最大应变理论改进而成的。
主要适用于脆性材料。
它假定,无论材料内一点的应力状态如何,只要材料内该点的最大伸长应变达到了单向拉伸断裂时最大伸长应变的极限值，材料就发生断裂破坏。
破坏判据：强度准则：适用范围：适用于破坏形式为屈服的构件。
03最大剪应力（第三强度）理论又称为特雷斯卡屈服准则，法国的C.-A.de库仑于1773年,H.特雷斯卡于1868年分别提出和研究过这一理论。
该理论假定，最大剪应力是引起材料屈服的原因，即不论在什么样的应力状态下，只要材料内某处的最大剪应力达到了单向拉伸屈服时剪应力的极限值，材料就在该处出现显著塑性变形或屈服。
破坏判据：强度准则：适用范围：适用于破坏形式为屈服的构件。
04形状改变比能（第四强度）理论又称最大形状改变比能理论。
它是波兰的M.T.胡贝尔于1904年从总应变能理论改进而来的。
德国的R.von米泽斯于1913年,德国的H.亨奇于1925年都对这一理论作过进一步的研究和阐述。
该理论认为构件的屈服是由形状改变比能引起的。
当形状改变比能达到单向拉伸试验屈服时形状改变比能时，构件就发生破坏。
论机械工程材料应用的研究分析
论机械工程材料应用的研究分析
随着工业发展的进步和需求的增加，机械工程材料的应用也越来越广泛。
机械工程材
料具有强度、硬度、耐磨损、耐腐蚀、导热性能等优良特性，因此被广泛应用于机械制造、工程建筑、交通运输等各个领域。
1. 材料的机械性能
材料的机械性能是衡量材料质量的重要指标，其涵盖强度、硬度、韧性、塑性、脆性
等多个方面。
例如，在机械制造领域中，强度和硬度是材料最基本的要求。
对于易受外部
冲击力的构件，往往需要使用高韧性和高塑性的材料，以能够提高其抗冲击能力及变形抗力，保证构件的可靠性。
而脆性则是工程建筑领域中不得不重视的一种机械性能，例如在
地震或爆炸等特殊情况下，只有材料具有一定的韧性和塑性，才能有效地防止建筑物的倒塌。
因此，机械性能在材料的应用研究中的重要性不言而喻。
除了机械性能，材料的物理性能也有着重要的应用价值。
例如在交通运输领域，电导
率和导热性能较高的材料可以有效地提高车辆的能量传输效率，降低能源浪费和减排排放；在机械制造领域中，电磁性能良好的材料可被广泛应用于电机、变压器等电气元件的制造。
3. 材料的应用范围
在应用研究分析上，材料的应用范围也是需要考虑的因素之一。
例如，高速列车的轨
道材料需要具有较高的抗磨损能力和抗腐蚀性，而飞行器的材料则需要具有轻质、高强度、高耐久性等特性。
因此，在不同的应用场景下，材料的性能要求也有所不同，在材料的选
用上要根据实际需求去优化材料性能。
总之，机械工程材料的应用研究分析需要综合考虑材料的机械性能和物理性能等多个
方面，以期选择更合适的材料，提高产品性能，满足不同领域的应用需求。
强度理论在井下工具强度计算中的应用
强度理论在井下工具强度计算中的应用摘要：我们首先针对强度理论的相关概念进行了总结，并针对当前石油生产作业过程中井下工具充分利用强度理论进行强度计算的应用进行了探讨。
关键词：强度理论；井下工具；强度计算引言井下工具是油田井下作业过程中非常重要的一个设备，在油田生产发展过程中发挥出了重要作用，为了能够充分保证井下作业的顺利开展，就必须要在作业之前对井下工具强度进行严格核算，在此基础上才能充分保证井下工具强度满足实际的施工要求。
在当前计算过程中强度理论的应用发挥出了非常重要的作用，强度理论本身的命题非常简单.，但是其实际解决的问题却相对比较复杂，针对强度研究的理论覆盖面积相对比较广，本文主要针对井下工具强度计算过程中强度理论的应用进行探讨。
1 材料破坏形式材料破坏形式主要包括屈服以及断裂等两种形式[1]。
材料实际产生的破坏形式会根据材料的不同以及实际所受的应力状态差异而产生较大差别。
而相同的材料如果实际所受到的应力状态有所不同，那么最终也会导致出现不同的破坏形式。
由此可见，应力状态在很大程度上直接决定了材料的破坏形式。
2 强度理论提出由上述所述可以知道，材料在受到应力作用的情况下就很可能会出现屈服或者是断裂的两种破坏现象，而强度理论主要就是针对材料实际所受到的应力状态相对比较复杂的情况下，材料内部单元体主应力实际应该满足的条件，才能够保证材料强度处于安全状态来进行说明，也就是说，要充分说明材料在满足何种条件的情况下才会产生屈服，或者是在达到何种条件之下才会产生断裂等状况。
一旦针对导致材料破坏的条件进行了进一步明确，就可以便捷的建立起材料的强度条件。
3 基本强度理论分析3.1 第一强度理论第1强度理论通常情况下也被称为是最大拉应力理论，当用在材料上的最大拉应力达到某一数值的情况下就会导致材料发生断裂。
其实际的强度表达式如下：上述公式中主要用来表示材料实际的许用应力，MPa。
这种理论主要是适用于一些诸如铸铁具有脆性的金属在受到承受压力的情况[2]。
第一第二强度理论的应用
材 料 力 学 Ⅰ 电 子 教 案
三、第一和第二强度理论的应用
铸铁一类的脆性材料，纯剪切(圆杆扭转)和单向拉伸应 力状态下均发生脆性断裂，故可用第一或第二强度理论。
x 0 y 0 x
按第一强度理论相当应力 按第二强度理论相当应力 铸铁的泊松比v≈0.25
4
1 2 0 3
材 料 力 学 Ⅰ 电 子 教 案
第七章 应力状态和强度理论
知识点：第一和第二强度理论的应用 一、第一强度理论的适用范围 二、第二强度理论的适用范围 三、第一和第二强度理论的应用
1
材 料 力 学 Ⅰ 电 子 教 案
一、第一强度理论的适用范围
第一强度理论即最大拉应力理论 第一强度理论属于第一类强度理论 研究脆性断裂力学因素 相应的强度条件是： r1 1 适用范围: (Ⅰ) 脆性材料在单向拉伸和纯剪切应力 状态下发生的破坏。 (Ⅱ) 铸铁在双向受拉和一拉一压的平面 应力状态。 应用条件：常温(室温)，静荷载(徐加荷载)，材料 接近于均匀,连续和各向同性。
x 10MPa， y 23MPa， x 11MPa
求出三个主应力
x y
2
x y 2 x 29.28MPa 2 x y 2
2 2 x 3.72MPa
2
x y
所以按第一度理论校核零件在强度方面是安全的
按第二度理论校核
r 2 1 v( 2 3 ) 33MPa t 35MPa
所以按第二度理论校核零件在强度方面是安全的
6
材 料 力 学 Ⅰ 电 子 教 案
思考 按第三度理论校核会有什么情况？ 三个主应力 1 24MPa， 2 0， 3 36MPa 按第三度理论校核
现代机械强度理论及应用研究生论文 材料的滞后回线
现代机械强度理论及应用研究生论文材料的滞后回线
材料的滞后回线是指在机械应力作用下，材料发生变形后，弹性能够完全恢复，但塑性变形的恢复只有部分或者完全无法回复的现象。
滞后回线的存在是由于材料的塑性变形过程中，分子与晶格之间的位移关系未能完全消除或者塑性变形导致的材料内部组织结构的改变。
对于材料的滞后回线，前人已经进行了广泛的研究。
在现代机械强度理论的研究中，考虑到材料的滞后回线对于材料的力学性能具有重要影响，在机械强度设计中也需要对滞后回线进行充分的考虑，以确保机械结构的安全可靠。
采用现代机械强度理论对材料的滞后回线进行分析和研究，需要对材料进行力学本构模型的建立，以及材料的应变率、应力变化量等参数的测量和计算。
在机械应力作用下，材料的本构模型与力学特性会发生变化，需要考虑其弹性模量、屈服强度、塑性稳定性等参数。
通过对材料的实验数据和解析计算的分析，可以得出材料的滞后回线特性，并将其应用于机械结构的设计和计算中，以提高机械结构的安全性和可靠性。
总之，现代机械强度理论的研究中，对于材料的滞后回线具有重要的研究价值和实际应用价值。
通过对材料的滞后回线特性的深入研究，可以为机械结构的设计和计算提供重要的参考依据，并有效的提高机械结构的安全性、可靠性和耐久性。
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课程：现代机械强度理论及应用姓名：
学号：
专业：机械工程
摘要
本文主要是对国内关于钢丝绳疲劳断裂问题研究的报告论文进行综述性的的总结，主要是关于钢丝绳在材料选择，加工工艺，热处理，表面磨损，疲劳强度等方向上的国内论文进行综述性的总结归纳，以更好的了解国内对钢丝绳疲劳断裂问题的研究进展。
Abstract
This paper mainly reviewed the summary of the domestic research on the problem of wire rope fatigue fracture report papers, mainly on the wire rope in the choice of materials, processing technology, heat treatment, surface wear, fatigue strength and direction of the domestic paper reviewed the summary of domestic research on the steel wire rope fatigue fracture problems the progress in understanding better
关键字疲劳断裂、磨损、
引言
钢丝绳是一种柔性空间螺旋结构钢制品，将热轧钢线材冷拉成钢丝，然后按一定规则捻制成螺旋状钢丝束，其承载力和强度较高，且具有柔软性和吸收阻尼等优点，被广泛应用于矿山机械、航空航天、机械加工、建筑施工、桥梁建设和交通通讯等领域，其安全与否直接影响到各行业的安全生产使用和经济问题。
例如，电梯钢丝绳安全与否是保障电梯安全运行的重要因素，直接影响到人流的运输甚至危及生命，所以在对电梯进行安全检测时，应将电梯钢丝绳的安全检测作为核心部分;起重机用钢丝绳一般用来悬吊重物并传递动力，其安全性是人们长期以来一直关心的问题;在架空索道中，钢丝绳扮演着缆车牵引的角色，钢丝绳是否安全可靠直接关系到缆车的安全性能;矿井提升钢丝绳担负着提升煤炭、升降人员和下放材料等重要任务，是维系井下和地面的主要运输工具，在整个煤矿生产中占有非常重要的地位，其可靠性直接关系到矿井正常生产和人员生命安全，一旦出现钢丝绳断裂，轻则财产损失，重则井毁人亡，造成重大事故。
目前，国内对钢丝绳的研究已经十分丰富，研究手段也越来先进，比如，应用显微镜观察钢丝绳微观裂纹，研究其断裂源的萌生及裂纹的扩张。
运用金相分析研究其表面磨损材料的组成等。
下面我们就几种典型的方法进行综述。
一、国内状况
1.微动磨损对疲劳断裂的影响
张德坤等采用拉-拉疲劳试验并在显微镜下观察微动磨损导致钢丝绳磨损深度与横截面积损失对疲劳强度的影响。
得到了疲劳试验中轴向应变随载荷变化保持稳定而疲劳寿命随磨损深度与横截面积损失而减小的结论。
证明在微动磨损中疲劳强度与轴向应变关系不大，疲劳寿命减小的主要原因是:随着时间的增加微动磨损缺口处磨损深度不断增加应力集中现象严重，使缺口深度进一步增加并向周围扩散形成裂纹源，随着施加应力裂纹进一步扩散造成大量横截面积损失致使疲劳强度下降超过其断裂强度导致材料断裂。
2.小直径钢丝绳的轴向疲劳特征分析
王春晖等通过运用合声发射技术与显微分析手段对小直径钢丝绳进行疲劳断裂分析画出其S-N曲线。
发现：以第六根钢丝断裂为准，第一根断丝与第二根断丝断丝时间间隔较长而后三根断丝时间间隔较短且后断丝所受载荷大小对其寿命影响不明显。
当疲劳载荷降低到某一值时后三根钢丝几乎同时断裂而继续下降则疲劳寿命又极大增长。
这说明正根钢丝绳并不存在真正的疲劳寿命极限，主要原因是钢丝绳是丝股捻织成的复杂组合体，丝与丝之间股与股之间在运作过程中存在接触应力，摩擦应力以及微动磨损导致其疲劳失效原因十分复杂。
同时通过显微观察先断丝疲劳区大瞬断区小断面更光滑，这主要是由于先断区受力较小且被夹在诸丝之间不断被挤压研磨，而后断丝瞬时区较大且较为松散断裂较为迅速致使其断裂面较为粗糙。
3.断裂区表面材料金相分析钢丝绳断裂原因
张德英通过宏观检验与金相分析研究发现：在同一截面断裂处磨损一侧有白亮层其为马氏体组织，而未磨损一侧处为正常索氏体组织与少量铁素体钢丝绳外表面马氏体连续而钢丝表面马氏体不连续，从而说明钢丝绳在高速运转过程中由于润滑不良而产生极大的摩擦使钢丝绳表面产生大量马氏体组织而马氏体相本身是一脆性相，耐磨性极差疲劳裂纹首先在马氏体处产生使钢丝绳断裂，所以表面马氏体极大降低了钢丝绳的疲劳强度。
4.钢丝绳的外观缺陷对其疲劳强度的影响
徐涛通过实验发现钢丝绳表面损伤，腐蚀，断丝与钢丝交错对钢丝绳疲劳强度都有影响，首先绳股松弛不均一般其疲劳强度与正常钢丝绳无异，但其会使钢丝绳更易于与滑轮发生摩擦导致其疲劳强度下降。
锈蚀与表面磨损易使钢丝绳产生表面裂纹，其在拉力作用下发生应力集中现象从而使裂纹不断扩张直到钢丝绳断裂。
存在断丝会使其余钢丝上的载荷加剧，而断丝处往往又是应力集中处这样又会使此处钢丝绳载荷加大断裂进而导致整个钢丝绳断裂。
钢丝的交错对钢丝绳的拉伸性能影响并不明显，但是钢丝的交错处是疲劳裂纹，应力集中发生的根源，发生交错会极大减少钢丝绳的疲劳寿命。
5.钢丝绳的热处理及拔拉过程对其强度的影响
黄忠渠通过分析钢丝绳热处理过程中的索氏体化是否完全发现：在热处理过程中如果淬火阶段钢丝绳索氏体化越完全其疲劳强度高，但由于钢丝绳加热温度，淬火温度及淬火速度不易控制致使钢丝绳索氏体化不完全从而极大降低了钢丝绳的强度。
同时，在钢丝绳的拔拉过程中由于拔模质量的原因致使钢丝绳在拔模孔中变形不均匀，在远离钢丝绳中心的边缘区受到过多外摩擦力与孔模影响使其变形较大硬度较高，所以当孔模表面较粗糙时，由于受力变形不均致使钢丝绳内部残余应力较大疲劳强度降低。
二、国外情况
Jeong-In Suh运用了拉丁方设计法进行吊桥钢丝绳绳的疲劳试验，以测试其应力范围，平均应力和试样长度三种参数对吊桥钢丝绳的轴向疲劳的影响，结果发现应力范围的影响结果和预期是一致的，但试样长度的影响却与预期结果相悖，而平均应力的影响则随着所选的应力范围的变化而变化。
Marco Giglio等进行了在恒定载荷下直升机救援提升钢丝绳的弯曲疲劳试验，发现如果减少要钢丝绳的机械性能的损伤，必须限制测试装置的摆角在28。
以下这样才不会发生疲劳损伤，而在较大摆角的情况下，钢丝绳内部会经常断丝，Paton等开展了六股绳与螺旋钢丝绳的拉一拉疲劳行为研究，来检测实验过程中钢丝绳强度和刚度度的变化，得出了刚度和强度之间的线性关系，并且确定了剩余疲劳强度和疲劳周期的关系，并且确定了六股绳和螺旋绳新的疲劳下界为其损失10%的强度，它有益于制定钢丝绳报废标准
展望
现在关于钢丝绳的疲劳断裂问题国内国外多是集中在其磨损裂纹，材料性质，加工工艺等方面，而对钢丝绳具体的受力分析，及每条钢丝的受力状态的分析很少，这主要是应为钢丝绳及其每条钢丝应为加工工艺，捻股及工作环境不同使其受力很难分析，今后可能会在钢丝绳钢丝受力分析上及运用能量法等方式对其疲劳断裂的研究。
参考文献：
钢丝的微动磨损及其对疲劳断裂行为的影响研究_张德坤
徐涛，徐臻，黄志伟，等.钢丝绳外观缺陷对其力学性能影响的研究张德英，单联敏.钢丝绳使用中断丝原因分析
影响钢丝绳疲劳断裂的因素及提高疲劳寿命的技术措施_黄忠渠
小直径钢丝绳的轴向疲劳断裂特征分析_王春晖。