疲劳强度计算PPT演示课件

lim
m ax ae
m e

1 a m K a m

1 max K a m
Sca

lim
m ax max

1 K a m
S
5
2）如果ON线与GC线交于N（ me ，ae ），则有：
对平均应力 m 无影响，即： m e m
1
二、零件的等寿命疲劳曲线
K只对 a 有影响，而对 m 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k 影响。
a
A' (0,1)
D' (0/2,0/2)
A M'('me,'ae)
G'
DBaidu Nhomakorabea
G
/K 0/2K
M m e, ae M m, a
Sca
lim
m ax max
s m a
S
N
N
H
工作应力分布在： OAGH ：疲劳强度计算 HGC ：静强度计算
8
3.变应力的最小应力保持不变，即 min C（如受轴向变载荷的紧螺栓）
M
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。
M m e, ae M m, a
1）如果OM线与AG线交于M（ me ，ae ），则有：
m e

m 1 K a m
,
ae

a 1 K a m
lim m ax ae m e s
M m e, ae
按静应力计算：
M

m
,
a

N
N
Sca
lim
m ax max
s m a
S
工作应力位于： OA G区：疲劳强度设计 OGC区：静强度设计
6
2.变应力的平均应力保持不变，即 m C （如振动中的弹簧）
a)
lim
m ax
ae
m e

1
K m
K
a

1
K min
K
Sca

lim max

m ax max

2 1 K min K 2 a min
3）当未知工作应力点所在区域时，应同时考虑可能出现 的两种情况；
4）对切应力上述公式同样适用，只需将σ改为τ即可；
§3-2 机械零件的疲劳强度计算
一、机械零件疲劳强度综合影响系数K ：
材料极限应力幅与零件极限应力幅的比值。
即：K
a ae
1 1e
K
( k


1

1) 1
q
式中：K—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 q—零件的强化系数
IGC：静强度计算
10
注意：
1）若零件所受应力变化规律不能确定，一般采用 γ =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)<N<No时 ，这时上述公式中的极限应力应为有限寿命的疲劳极
限 N
m
N0 N


，即应以σ-1N 代σ-1 ，以σoN代σo；

S
9
2）如果此线与GC线交于N（ me ，ae ），则有：
lim m ax ae m e s
M
按静应力计算：
M m, a
45
I
Sca
lim
m ax max
s m a
S
N
N
工作应力位于： OAGI：疲劳强度计算
• 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
4
1.变应力的应力比不变时，即：r C（如转轴）
a max min 1 r C m max min 1 r
3）确定工作应力点M（ m，a ）所对应的 零件的极限应力点 M（ me ，ae ）
4）计算安全系数：Sca
lim
m ax max
S
零件的极限应力
lim m ax m e ae
3
零件的极限应力点的确定：
按零件的载荷变化规律不同分：
M m, a
45
min m a C 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：
m e

1

K ( m K
a)
,
ae

1
( m K
K
K
m
Sca
lim
m ax max
1
K
K m m a
S
7
2）如果此线与GC线交于N（ me ，ae ），则有：
lim m ax ae m e s
按静应力计算：
45°
O

135° C(s,0) m
AG——许用疲劳极限曲线，GC——屈服极限曲线
2
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 ）
M m e, ae M m, a
在零件极限应力图上表示 为：平行 纵坐标 的一条 直线。
M m e, ae M m, a
1）如果此线与AG线交于M（ me ，ae ），则有：
m e m
,
ae

1
m
K
lim m ax ae m e 1