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1、第九章机械零件设计概论第九章机械零件设计概论本讲稿第一页,共二十六页第九章第九章 机械零件设计概论机械零件设计概论机械零件设计概述机械零件设计概述机械零件的强度机械零件的强度机械零件的接触强度机械零件的接触强度机械零件的耐磨性机械零件的耐磨性(机械制造常用材料及其选择机械制造常用材料及其选择)公差配合、粗糙度和优先数系公差配合、粗糙度和优先数系机械零件的工艺性及标准化机械零件的工艺性及标准化本讲稿第二页,共二十六页91 机械零件设计概述机械零件设计概述 机械设计应满足的要求是:在满足预期功能的前提机械设计应满足的要求是:在满足预期功能的前提机械设计应满足的要求是:在满足预期功能的前提机械设计应
2、满足的要求是:在满足预期功能的前提下,性能好、效率高、成本低,在预定使用期限内安全下,性能好、效率高、成本低,在预定使用期限内安全下,性能好、效率高、成本低,在预定使用期限内安全下,性能好、效率高、成本低,在预定使用期限内安全可靠,操作方便、维修简单和造型美观等。可靠,操作方便、维修简单和造型美观等。可靠,操作方便、维修简单和造型美观等。可靠,操作方便、维修简单和造型美观等。设计机械零件时,也同样要求零件工作可靠,成本设计机械零件时,也同样要求零件工作可靠,成本设计机械零件时,也同样要求零件工作可靠,成本设计机械零件时,也同样要求零件工作可靠,成本低廉。低廉。低廉。低廉。一、基本概念一、基本概
3、念 失效失效失效失效:机械零件由于某种原因不能正常工作的状态。机械零件由于某种原因不能正常工作的状态。机械零件由于某种原因不能正常工作的状态。机械零件由于某种原因不能正常工作的状态。工作能力工作能力工作能力工作能力:在不发生失效的条件下在不发生失效的条件下在不发生失效的条件下在不发生失效的条件下,零件所能安全零件所能安全零件所能安全零件所能安全 工作的限度。工作的限度。工作的限度。工作的限度。承载能力承载能力承载能力承载能力:机械零件在不发生失效时能承受的最大机械零件在不发生失效时能承受的最大机械零件在不发生失效时能承受的最大机械零件在不发生失效时能承受的最大 载荷。载荷。载荷。载荷。本讲稿第
4、三页,共二十六页共振:当周期性干扰力的频率与轴的自振频率相等或共振:当周期性干扰力的频率与轴的自振频率相等或共振:当周期性干扰力的频率与轴的自振频率相等或共振:当周期性干扰力的频率与轴的自振频率相等或 接近时,发生的振幅急剧增大,失去振动稳定性的接近时,发生的振幅急剧增大,失去振动稳定性的接近时,发生的振幅急剧增大,失去振动稳定性的接近时,发生的振幅急剧增大,失去振动稳定性的 现象。现象。现象。现象。零件的失效形式有:断裂或塑性变形;过大的弹性变零件的失效形式有:断裂或塑性变形;过大的弹性变零件的失效形式有:断裂或塑性变形;过大的弹性变零件的失效形式有:断裂或塑性变形;过大的弹性变 形;工作表
5、面的过度磨损或损伤形;工作表面的过度磨损或损伤形;工作表面的过度磨损或损伤形;工作表面的过度磨损或损伤;共振共振共振共振;联接松弛联接松弛联接松弛联接松弛;摩擦传动的打滑等。失效形式可归纳为:摩擦传动的打滑等。失效形式可归纳为:摩擦传动的打滑等。失效形式可归纳为:摩擦传动的打滑等。失效形式可归纳为:强度、刚强度、刚强度、刚强度、刚 度、耐磨性、稳定性度、耐磨性、稳定性度、耐磨性、稳定性度、耐磨性、稳定性和和和和温度温度温度温度的影响等问题。的影响等问题。的影响等问题。的影响等问题。工作能力计算准则:防止失效而制定的判定条件。工作能力计算准则:防止失效而制定的判定条件。工作能力计算准则:防止失效
6、而制定的判定条件。工作能力计算准则:防止失效而制定的判定条件。强度条件:应力强度条件:应力强度条件:应力强度条件:应力 许用应力许用应力许用应力许用应力 刚度条件:变形量刚度条件:变形量刚度条件:变形量刚度条件:变形量 许用变形量许用变形量许用变形量许用变形量计算量计算量计算量计算量 许用量许用量许用量许用量本讲稿第四页,共二十六页二、机械零件设计类型和步骤二、机械零件设计类型和步骤 拟定零件的计算简图拟定零件的计算简图确定作用在零件上的载荷确定作用在零件上的载荷选择合适的材料选择合适的材料确定零件形状和主要尺寸确定零件形状和主要尺寸绘制工作图,标注技术条件绘制工作图,标注技术条件选用相应判定
7、条件选用相应判定条件设计计算法设计计算法校核计算法校核计算法参照实物参照实物(图纸图纸)和经验数据和经验数据拟定零件的结构和尺寸拟定零件的结构和尺寸验算零件结构和尺寸验算零件结构和尺寸验算,修改零件验算,修改零件选用相应判定条件选用相应判定条件本讲稿第五页,共二十六页9-2 机械零件的强度机械零件的强度 一、基本概念一、基本概念 名义载荷:在理想的平稳工作条件下作用在名义载荷:在理想的平稳工作条件下作用在 零件上的载荷。零件上的载荷。载荷系数:实际计算载荷与名义载荷的比值。载荷系数:实际计算载荷与名义载荷的比值。它考虑的是机械工作时,零件受到的各种它考虑的是机械工作时,零件受到的各种 附加载荷
8、。附加载荷。名义应力名义应力:当载荷为名义载荷时计算出的应力。当载荷为名义载荷时计算出的应力。计算应力:按计算载荷求得的应力。计算应力:按计算载荷求得的应力。本讲稿第六页,共二十六页 二、强度判定条件二、强度判定条件 =lim/S =lim/S注:注:和和为许用正应力和许用剪应力,取决于应力为许用正应力和许用剪应力,取决于应力的种类、零件材料的极限应力和安全系数等。的种类、零件材料的极限应力和安全系数等。lim和和lim为极限正应力和极限剪应力。在简单应为极限正应力和极限剪应力。在简单应力状态下用实验测得;复杂应力下的情况在后面讨力状态下用实验测得;复杂应力下的情况在后面讨论。论。S S:安全
9、系数安全系数安全系数安全系数本讲稿第七页,共二十六页三、应力的种类三、应力的种类 按随时间变化情况分按随时间变化情况分按随时间变化情况分按随时间变化情况分静应力:不随时间变化的应力静应力:不随时间变化的应力静应力:不随时间变化的应力静应力:不随时间变化的应力变应力:随时间变化的应力。当应力是周期性变变应力:随时间变化的应力。当应力是周期性变变应力:随时间变化的应力。当应力是周期性变变应力:随时间变化的应力。当应力是周期性变化时,称为化时,称为化时,称为化时,称为循环变应力循环变应力循环变应力循环变应力。应力应力应力应力应力的参数应力的参数应力的参数应力的参数平均应力:平均应力:平均应力:平均应
10、力:应力幅:应力幅:应力幅:应力幅:循环特性:循环特性:循环特性:循环特性:mm=maxmax+minmin2 2 a a=maxmax-minmin2 2r r=minmin maxmax 表示应变力中应呼变化的情况表示应变力中应呼变化的情况 maxmax=minmin=mm a a=0=0静应力静应力静应力静应力r r=0=0一般循环一般循环一般循环一般循环变应力变应力变应力变应力对称循环变应力对称循环变应力对称循环变应力对称循环变应力r r=-1 1 m m=0=0 a a=maxmax=-minmin m m=a a=maxmax/2/2 min min=0=0脉动循环变脉动循环变脉动
11、循环变脉动循环变应力应力应力应力r r=0=0本讲稿第八页,共二十六页四、静应力下的许用应力四、静应力下的许用应力()静应力下,零件失效形式为:断裂或塑性变形。静应力下,零件失效形式为:断裂或塑性变形。静应力下,零件失效形式为:断裂或塑性变形。静应力下,零件失效形式为:断裂或塑性变形。塑性材料:塑性材料:塑性材料:塑性材料:=s s/S S limlim=s s (材料的屈服极限材料的屈服极限材料的屈服极限材料的屈服极限)脆性材料:脆性材料:脆性材料:脆性材料:=B B/S S limlim=B B (材料的强度极限材料的强度极限材料的强度极限材料的强度极限)P123P123表表表表9-19-
12、1列举了一些常用钢铁材料的极限应力。列举了一些常用钢铁材料的极限应力。列举了一些常用钢铁材料的极限应力。列举了一些常用钢铁材料的极限应力。五、变应力下的许用应力五、变应力下的许用应力 变应力下零件的失效形式是疲劳断裂。变应力下零件的失效形式是疲劳断裂。变应力下零件的失效形式是疲劳断裂。变应力下零件的失效形式是疲劳断裂。疲劳断裂的特征有:疲劳断裂的特征有:疲劳断裂的特征有:疲劳断裂的特征有:1)1)断裂时的最大应力远低于断裂时的最大应力远低于断裂时的最大应力远低于断裂时的最大应力远低于 B B,甚至低于,甚至低于,甚至低于,甚至低于 s s;2)2)断口为无明显塑性变形的脆性突然断裂断口为无明显
13、塑性变形的脆性突然断裂断口为无明显塑性变形的脆性突然断裂断口为无明显塑性变形的脆性突然断裂 3)3)是损伤的积累,初期只在零件表面或表层形成微裂纹。是损伤的积累,初期只在零件表面或表层形成微裂纹。是损伤的积累,初期只在零件表面或表层形成微裂纹。是损伤的积累,初期只在零件表面或表层形成微裂纹。P120P120图图图图9-29-2为轴的弯曲疲劳断裂的断口为轴的弯曲疲劳断裂的断口为轴的弯曲疲劳断裂的断口为轴的弯曲疲劳断裂的断口 本讲稿第九页,共二十六页 疲劳断裂是损伤的积累,是裂纹扩展到一定程度后疲劳断裂是损伤的积累,是裂纹扩展到一定程度后的突然断裂,所以它与应力循环次数的突然断裂,所以它与应力循环
14、次数(即使用期限或寿即使用期限或寿命命)密切相关。密切相关。疲劳曲线:表示应力疲劳曲线:表示应力(纵坐标纵坐标)与应力循环次数与应力循环次数N(横横坐标坐标)之间的关系曲线之间的关系曲线(浴盆曲线浴盆曲线)。循环基数循环基数N0:疲劳曲线趋于水平时的循环次数。通疲劳曲线趋于水平时的循环次数。通常认为此基数为:在常认为此基数为:在“无限次无限次”循环时试件不会断裂。循环时试件不会断裂。疲劳极限疲劳极限:对应于:对应于N0时的应力。常用时的应力。常用-1表示材料在表示材料在对称循环变应力对称循环变应力下的下的弯曲疲劳极限弯曲疲劳极限。当当N1)若两零件硬度不同,常以较软零件的接触疲若两零件硬度不同
15、,常以较软零件的接触疲 劳极限为准。劳极限为准。接触应力的特点接触应力的特点大小相等、方向相反;大小相等、方向相反;左右对称;左右对称;稍离接触区中线即迅速降低等。稍离接触区中线即迅速降低等。本讲稿第十五页,共二十六页94 机械零件的耐磨性机械零件的耐磨性 磨损磨损:磨擦表面物质不断损失的现象。:磨擦表面物质不断损失的现象。:磨擦表面物质不断损失的现象。:磨擦表面物质不断损失的现象。耐磨性耐磨性耐磨性耐磨性:零件抗磨损的能力。:零件抗磨损的能力。:零件抗磨损的能力。:零件抗磨损的能力。在预定使用期限内,零件的磨损量不超过允许值时,在预定使用期限内,零件的磨损量不超过允许值时,在预定使用期限内,
16、零件的磨损量不超过允许值时,在预定使用期限内,零件的磨损量不超过允许值时,认为是正常磨损。出现剧烈磨损时运动副的间隙增大,认为是正常磨损。出现剧烈磨损时运动副的间隙增大,认为是正常磨损。出现剧烈磨损时运动副的间隙增大,认为是正常磨损。出现剧烈磨损时运动副的间隙增大,机械精度丧失,效率下降;振动、冲击和噪声增大;应机械精度丧失,效率下降;振动、冲击和噪声增大;应机械精度丧失,效率下降;振动、冲击和噪声增大;应机械精度丧失,效率下降;振动、冲击和噪声增大;应立即停车检修、换零件。立即停车检修、换零件。立即停车检修、换零件。立即停车检修、换零件。机械磨损的主要类型:机械磨损的主要类型:机械磨损的主要
17、类型:机械磨损的主要类型:磨粒磨损磨粒磨损/粘着磨损粘着磨损/疲劳磨损疲劳磨损/腐蚀磨损腐蚀磨损 耐磨计算:耐磨计算:耐磨计算:耐磨计算:限制强度准则:限制强度准则:限制强度准则:限制强度准则:p p p 当相对速度大时,应校核接触面的发热:当相对速度大时,应校核接触面的发热:当相对速度大时,应校核接触面的发热:当相对速度大时,应校核接触面的发热:pvpv本讲稿第十六页,共二十六页96 公差配合、粗糙度和优先数系公差配合、粗糙度和优先数系一、公差与配合一、公差与配合一、公差与配合一、公差与配合(参考互换性与测量技术基础参考互换性与测量技术基础参考互换性与测量技术基础参考互换性与测量技术基础)大
18、规模生产大规模生产大规模生产大规模生产要求零件具有要求零件具有要求零件具有要求零件具有互换性互换性。互换性要求建立。互换性要求建立。互换性要求建立。互换性要求建立标标准化准化的的公差与配合公差与配合。我国的公差与配合采用。我国的公差与配合采用国际公国际公差制差制。公差:零件允许的最大尺寸与最小尺寸之差。公差:零件允许的最大尺寸与最小尺寸之差。公差:零件允许的最大尺寸与最小尺寸之差。公差:零件允许的最大尺寸与最小尺寸之差。基本尺寸:设计给定的尺寸。基本尺寸:设计给定的尺寸。基本尺寸:设计给定的尺寸。基本尺寸:设计给定的尺寸。本讲稿第十七页,共二十六页 配合:同一基本尺寸的孔与轴的结合。有间隙、配
19、合:同一基本尺寸的孔与轴的结合。有间隙、配合:同一基本尺寸的孔与轴的结合。有间隙、配合:同一基本尺寸的孔与轴的结合。有间隙、过度和过盈配合三种。配合制度有基孔制和基过度和过盈配合三种。配合制度有基孔制和基过度和过盈配合三种。配合制度有基孔制和基过度和过盈配合三种。配合制度有基孔制和基 轴制两种。轴制两种。轴制两种。轴制两种。公差带:上下偏差间的尺寸。孔与轴各有公差带:上下偏差间的尺寸。孔与轴各有28个。个。机械制造中最常用的公差等级是机械制造中最常用的公差等级是411级。级。4、5级级用于特精密零件;用于特精密零件;6、7级用于重要零件,是生产中级用于重要零件,是生产中常用精度等级。常用精度等
20、级。8、9级用于中等精度零件。级用于中等精度零件。10、11级用于低精度零件。级用于低精度零件。本讲稿第十八页,共二十六页二、表面粗糙度二、表面粗糙度 表面粗糙度:表面粗糙度:指零件表面的微观几何形状误差。指零件表面的微观几何形状误差。它是零件加工后在表面留下的刀痕。用被测轮它是零件加工后在表面留下的刀痕。用被测轮 廓上各点至轮廓中线偏距绝对值的算术平均值廓上各点至轮廓中线偏距绝对值的算术平均值廓上各点至轮廓中线偏距绝对值的算术平均值廓上各点至轮廓中线偏距绝对值的算术平均值 Ra a 来表示。通常精度越高,要求来表示。通常精度越高,要求Ra a 越小。越小。越小。越小。本讲稿第十九页,共二十六
21、页三、优先数系三、优先数系 优先数系:用来使型号、直径、转速、承载优先数系:用来使型号、直径、转速、承载 量和功率等量值得到合理分组,以便组织量和功率等量值得到合理分组,以便组织 生产和降低成本的一组等比数系。生产和降低成本的一组等比数系。GB321-80规定的优先数系有四种基本系列,即规定的优先数系有四种基本系列,即R5、R10、R20、R40系列。在确定量值的分级时,必须系列。在确定量值的分级时,必须最大限度地采用优先数及优先数系。最大限度地采用优先数及优先数系。优先数:优先数系中的各数。优先数:优先数系中的各数。如:如:R5=101/5=1.6 优先数系:优先数系:1 1.6 2.5本讲
22、稿第二十页,共二十六页97 机械零件的工艺性和标准化机械零件的工艺性和标准化一、工艺性一、工艺性一、工艺性一、工艺性 零件设计时不仅要有适用性,还要有良好的工艺性。工艺零件设计时不仅要有适用性,还要有良好的工艺性。工艺零件设计时不仅要有适用性,还要有良好的工艺性。工艺零件设计时不仅要有适用性,还要有良好的工艺性。工艺性的基本要求是:性的基本要求是:性的基本要求是:性的基本要求是:(1)(1)毛坯选择合理毛坯选择合理毛坯选择合理毛坯选择合理 (2)(2)结构简单合理结构简单合理结构简单合理结构简单合理 (3)(3)规定适当的制造精度及表面粗糙度规定适当的制造精度及表面粗糙度规定适当的制造精度及表
23、面粗糙度规定适当的制造精度及表面粗糙度二、标准化二、标准化二、标准化二、标准化 标准化是指以制订标准和贯彻标准为主要内容的全部活标准化是指以制订标准和贯彻标准为主要内容的全部活标准化是指以制订标准和贯彻标准为主要内容的全部活标准化是指以制订标准和贯彻标准为主要内容的全部活动过程。其原则是统一、简化、协调、优化。动过程。其原则是统一、简化、协调、优化。动过程。其原则是统一、简化、协调、优化。动过程。其原则是统一、简化、协调、优化。标准化有利于实行专业化大生产,提高产品质量,降低成标准化有利于实行专业化大生产,提高产品质量,降低成标准化有利于实行专业化大生产,提高产品质量,降低成标准化有利于实行专
24、业化大生产,提高产品质量,降低成本;减少设计工作量;减少库存量和便于维护维修。我国的本;减少设计工作量;减少库存量和便于维护维修。我国的本;减少设计工作量;减少库存量和便于维护维修。我国的本;减少设计工作量;减少库存量和便于维护维修。我国的标准分为标准分为标准分为标准分为国家标准国家标准国家标准国家标准、行业标准行业标准行业标准行业标准、地方标准地方标准地方标准地方标准和和和和企业标准企业标准企业标准企业标准四级。四级。四级。四级。本讲稿第二十一页,共二十六页复习与练习复习与练习一、填空一、填空一、填空一、填空1 1、机械零件由于某种原因、机械零件由于某种原因、机械零件由于某种原因、机械零件由
25、于某种原因,不能不能不能不能 时时时时,称为失效。称为失效。称为失效。称为失效。机械零件在机械零件在机械零件在机械零件在 的条件下,零件能安全工作的限的条件下,零件能安全工作的限的条件下,零件能安全工作的限的条件下,零件能安全工作的限 度,称为工作能力。度,称为工作能力。度,称为工作能力。度,称为工作能力。2 2、若两个零件在受载前是、若两个零件在受载前是、若两个零件在受载前是、若两个零件在受载前是 接触或接触或接触或接触或 接触,受载接触,受载接触,受载接触,受载 后接触变形处为一小面积,在这小面积上产生的局后接触变形处为一小面积,在这小面积上产生的局后接触变形处为一小面积,在这小面积上产生
26、的局后接触变形处为一小面积,在这小面积上产生的局 部应力称为部应力称为部应力称为部应力称为 应力,如应力,如应力,如应力,如 等零件工作时就有等零件工作时就有等零件工作时就有等零件工作时就有 这种应力作用。这种应力作用。这种应力作用。这种应力作用。3 3、对高副接触的零件,在外载荷作用下,接触处将、对高副接触的零件,在外载荷作用下,接触处将、对高副接触的零件,在外载荷作用下,接触处将、对高副接触的零件,在外载荷作用下,接触处将 产生产生产生产生 应力,从而将引起零件的应力,从而将引起零件的应力,从而将引起零件的应力,从而将引起零件的 破坏。破坏。破坏。破坏。1/5本讲稿第二十二页,共二十六页4
27、 4、两零件高副接触时、两零件高副接触时、两零件高副接触时、两零件高副接触时,其最大接触应力取决于其最大接触应力取决于其最大接触应力取决于其最大接触应力取决于 ,及及及及 。5 5、两零件高副接触时,其接触应力随接触点、线处的、两零件高副接触时,其接触应力随接触点、线处的、两零件高副接触时,其接触应力随接触点、线处的、两零件高副接触时,其接触应力随接触点、线处的 曲率半径增大而曲率半径增大而曲率半径增大而曲率半径增大而 ;随材料的弹性模量减小而;随材料的弹性模量减小而;随材料的弹性模量减小而;随材料的弹性模量减小而 ;随单位接触宽度载荷的增大而;随单位接触宽度载荷的增大而;随单位接触宽度载荷的
28、增大而;随单位接触宽度载荷的增大而 。6 6、零件的表面硬度,零件的表面硬度,零件的表面硬度,零件的表面硬度,接触表面的综合曲率半接触表面的综合曲率半接触表面的综合曲率半接触表面的综合曲率半 径,可以提高零件的接触疲劳强度。径,可以提高零件的接触疲劳强度。径,可以提高零件的接触疲劳强度。径,可以提高零件的接触疲劳强度。7 7、材料发生疲劳破坏时的应力循环次数、材料发生疲劳破坏时的应力循环次数、材料发生疲劳破坏时的应力循环次数、材料发生疲劳破坏时的应力循环次数N N必必必必 于该材于该材于该材于该材 料的循环基数料的循环基数料的循环基数料的循环基数N N0 0;由于由于由于由于 ,和和和和 等因
29、素的等因素的等因素的等因素的 影响,零件的疲劳极限必小于其材料的疲劳极限。影响,零件的疲劳极限必小于其材料的疲劳极限。影响,零件的疲劳极限必小于其材料的疲劳极限。影响,零件的疲劳极限必小于其材料的疲劳极限。2/5本讲稿第二十三页,共二十六页8 8、随、随、随、随 变化的应力称为变应力变化的应力称为变应力变化的应力称为变应力变化的应力称为变应力,具有周期性变化的具有周期性变化的具有周期性变化的具有周期性变化的 变应力称为变应力称为变应力称为变应力称为 。按照随时间变化的情况。按照随时间变化的情况。按照随时间变化的情况。按照随时间变化的情况,应力可应力可应力可应力可 分为分为分为分为 和和和和 。
30、变应力可归纳为。变应力可归纳为。变应力可归纳为。变应力可归纳为 变应力、变应力、变应力、变应力、变应力和变应力和变应力和变应力和 变应力三种基本类型。变应力三种基本类型。变应力三种基本类型。变应力三种基本类型。9 9、机械磨损的主要类型有、机械磨损的主要类型有、机械磨损的主要类型有、机械磨损的主要类型有 磨损、磨损、磨损、磨损、磨损、磨损、磨损、磨损、磨磨磨磨 损与腐蚀磨损。运动副中,损与腐蚀磨损。运动副中,损与腐蚀磨损。运动副中,损与腐蚀磨损。运动副中,不断损失的现象不断损失的现象不断损失的现象不断损失的现象 称为磨损,在预定使用期限内,零件的磨损量称为磨损,在预定使用期限内,零件的磨损量称
31、为磨损,在预定使用期限内,零件的磨损量称为磨损,在预定使用期限内,零件的磨损量 允允允允 许值就认为是正常磨损。许值就认为是正常磨损。许值就认为是正常磨损。许值就认为是正常磨损。1010、安全系数可用部分安全系数来确定、安全系数可用部分安全系数来确定、安全系数可用部分安全系数来确定、安全系数可用部分安全系数来确定S S=S S1 1 S S2 2 S S3 3。其中其中其中其中S S1 1是考虑载荷及应力计算的是考虑载荷及应力计算的是考虑载荷及应力计算的是考虑载荷及应力计算的 性;性;性;性;S S2 2是考虑是考虑是考虑是考虑 机械性能的机械性能的机械性能的机械性能的 性;性;性;性;S S
32、3 3是考虑零件的是考虑零件的是考虑零件的是考虑零件的 性。性。性。性。3/5本讲稿第二十四页,共二十六页1111、变应力的五个基本参数是、变应力的五个基本参数是、变应力的五个基本参数是、变应力的五个基本参数是 、。应力循环中的。应力循环中的。应力循环中的。应力循环中的 与与与与 之比,可用来表示变之比,可用来表示变之比,可用来表示变之比,可用来表示变 应力中应力变化的情况,通常称为变应力的循环特应力中应力变化的情况,通常称为变应力的循环特应力中应力变化的情况,通常称为变应力的循环特应力中应力变化的情况,通常称为变应力的循环特 性性性性r r。当。当。当。当r r=+1=+1表示为表示为表示为
33、表示为 应力,应力,应力,应力,r r=0=0表示为表示为表示为表示为 应力,应力,应力,应力,它的它的它的它的 minmin=,mm=a a=;当;当;当;当r r=-1=-1表示为表示为表示为表示为 应应应应 力,它的力,它的力,它的力,它的 maxmax=;mm=;非对称循环变应力;非对称循环变应力;非对称循环变应力;非对称循环变应力 的的的的r r变化范围为变化范围为变化范围为变化范围为 和和和和 之间。之间。之间。之间。1212、一非对称循环变应力,其、一非对称循环变应力,其、一非对称循环变应力,其、一非对称循环变应力,其 maxmax=100=100N N/mmmm2 2,minm
34、in=-50 -50N N/mmmm2 2,计算其应力幅,计算其应力幅,计算其应力幅,计算其应力幅 a a=N N/mmmm2 2,平均应,平均应,平均应,平均应 力力力力 mm=N N/mmmm2 2 ,循环特性,循环特性,循环特性,循环特性r r=。4/5本讲稿第二十五页,共二十六页1313、在变应力中,表示、在变应力中,表示、在变应力中,表示、在变应力中,表示 与与与与 之间的关系曲线称为之间的关系曲线称为之间的关系曲线称为之间的关系曲线称为 材料的疲劳曲线。在变应力作用下,零件的主要失材料的疲劳曲线。在变应力作用下,零件的主要失材料的疲劳曲线。在变应力作用下,零件的主要失材料的疲劳曲线
35、。在变应力作用下,零件的主要失 效形式是效形式是效形式是效形式是 。在静应力下,塑性材料的零件。在静应力下,塑性材料的零件。在静应力下,塑性材料的零件。在静应力下,塑性材料的零件 按不发生按不发生按不发生按不发生 的条件进行强度计算,故应取材料的条件进行强度计算,故应取材料的条件进行强度计算,故应取材料的条件进行强度计算,故应取材料 的的的的 作为极限应力;而脆性材料的零件按不发生作为极限应力;而脆性材料的零件按不发生作为极限应力;而脆性材料的零件按不发生作为极限应力;而脆性材料的零件按不发生 的条件进行计算,故应取材料的的条件进行计算,故应取材料的的条件进行计算,故应取材料的的条件进行计算,故应取材料的 作为作为作为作为 极限应力。变应力下,零件的许用极限应力与零件极限应力。变应力下,零件的许用极限应力与零件极限应力。变应力下,零件的许用极限应力与零件极限应力。变应力下,零件的许用极限应力与零件 材料的疲劳极限有关,同时还应考虑材料的疲劳极限有关,同时还应考虑材料的疲劳极限有关,同时还应考虑材料的疲劳极限有关,同时还应考虑 系数、系数、系数、系数、系数和系数和系数和系数和 系数。系数。系数。系数。5/5本讲稿第二十六页,共二十六页
限制150内