《机械零件的强度》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械零件的强度（41页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第三章 机械零件的强度本章基本要求本章基本要求v了解疲劳曲线和极限应力曲线的来源、意义及用途，能从材料的几个基本特性及零件的几何特性绘制零件的极限应力简化曲线图；会求零件的极限应力。v学会单向稳定变应力时机械零件的强度计算方法；v学会双向变应力时机械零件的强度校核方法；v会查附录中的有关图表。Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.
2、2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.一一. .基本概念基本概念 1.1.载荷：载荷：静载荷、变载荷静载荷、变载荷 1 1）名义载荷名义载荷( (理论载荷理论载荷) )：F Fn n、MM、T T、P P2 2）实际载荷实际载荷( (考虑实际因素的载荷考虑实际因素的载荷) )：2.2.应力应力 ：静应力、变应力静应力、变应力3-1 3-1 机械零件强度计算概述机械零件强度计算概述3 3）计算载荷计算载荷( (强度计算时所采用的载荷强度计算时所采用的载荷) ) ：注意：注意：计算载
3、荷比名义载荷更接近于实际载荷计算载荷比名义载荷更接近于实际载荷 。1 1）工作应力工作应力：按按计算载荷计算的作用在零件上的应力计算载荷计算的作用在零件上的应力， 2 2）计算应力计算应力：复杂应力状态时，按强度理论求出的应力，复杂应力状态时，按强度理论求出的应力， caca3 3）极限应力极限应力： limlim( (静应力下，极限应力为定值：静应力下，极限应力为定值： S S或或 B B ；变应力下，极限应；变应力下，极限应 力是变值）力是变值）4 4）许用应力许用应力： Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides
4、 for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.二二. .机械零件的强度方法机械零件的强度方法1.1.设计计算设计计算 ：2.2.校核计算：校核计算：1 1）应力）应力校核计算：校核计算：2 2）安全系数）安全系数校核计算：校核计算：三三. .变应力变应力 应力随时间而变化应力随时间而变化2.2.循环变应
5、力循环变应力（周期变化）（周期变化）1.1.非循环变应力非循环变应力（非周期变化）（非周期变化）符合统计规律符合统计规律稳定循环变应力稳定循环变应力 （等幅变应力）（等幅变应力）非稳定循环变应力非稳定循环变应力 （变幅变应力）（变幅变应力）非对称循环变应力非对称循环变应力 对称循环变应力对称循环变应力 脉动循环变应力脉动循环变应力Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Created with Aspose.Slides for .NET 3.
6、5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.2.2. 循循 环环 变变 应应 力力 周周 期期 变变 化化1.1.非循环变应力非循环变应力（非周期变化）（非周期变化）符合统计规律符合统计规律稳定循环变应力稳定循环变应力 （等幅变应力）（等幅变应力）非稳定循环变应力非稳定循环变应力 （变幅变应力）（变幅变应力）非对称循环变应力非对称循环变应力对称循环变应力对称循环变应力脉动循环变应力脉动循环变应力O Ot t 一个循环一个循环O O t tEvalu
7、ation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.m maxmaxa minmint t O O3.3.应力的描述应力的描述 应力谱（载荷谱）1 1）最大应力：）最大应力： maxmax2 2）最小应
8、力：）最小应力： minmin3 3）平均应力：）平均应力： m m4 4）应力幅值：）应力幅值： a a应力的参数应力的参数 ：5 5）循环特性：）循环特性：r r表示应力变化的情况Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 200
9、4-2011 Aspose Pty Ltd.对称循环变应力对称循环变应力脉动循环变应力脉动循环变应力非对称循环变应力非对称循环变应力静应力静应力 t t maxmax minmin a aO O mm maxmax a a t tO O mm maxmax a a minmint t O O = =常数常数 t tO O循环变应力的类型及特性：循环变应力的类型及特性：Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Created with Aspose
10、.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.变应力关系变应力关系 ：注意：注意：1 1）变应力是由变载荷产生的，也可能）变应力是由变载荷产生的，也可能是由静载荷产生的。是由静载荷产生的。 2 2）在变应力作用下，零件产生的是）在变应力作用下，零件产生的是疲劳破坏疲劳破坏。Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.
11、5 Client Profile 5.2.0.0.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.四四. .变应力作用下机械零件的失效形式变应力作用下机械零件的失效形式 金属疲劳简介金属疲劳简介1.1.概念概念零件在零件在交变应力作用交变应力作用下，局部产生的下，局部产生的永久性形变永久性形变，并在一，并在一 定循环次数后形成定循环次数后形成裂纹裂纹、或使裂纹进一步扩展直到完全
12、断裂的、或使裂纹进一步扩展直到完全断裂的 现象，称为疲劳破坏。现象，称为疲劳破坏。 2.2.历史历史18391839年巴黎大学教授庞赛洛特（年巴黎大学教授庞赛洛特（Pancelet Pancelet J J U U）在讲课中首先使用了金属）在讲课中首先使用了金属 疲劳的概念。疲劳的概念。1919世纪中期，随着铁路运输的发展，断轴的事故常有发生，引世纪中期，随着铁路运输的发展，断轴的事故常有发生，引 起人们对疲劳破坏现象的研究兴趣。当时沃勒（起人们对疲劳破坏现象的研究兴趣。当时沃勒（Wohler Wohler A A）首先在旋转弯曲）首先在旋转弯曲疲劳试验机上进行开创性的试验研究，提出了应力一寿
13、命图和疲劳极限的概疲劳试验机上进行开创性的试验研究，提出了应力一寿命图和疲劳极限的概 念。为纪念他对疲劳强度研究工作所做的杰出贡献，人们将应力与疲劳破坏念。为纪念他对疲劳强度研究工作所做的杰出贡献，人们将应力与疲劳破坏 循环次数的关系曲线（即循环次数的关系曲线（即sNsN曲线）称为沃勒曲线，尽管在他当时的研究工曲线）称为沃勒曲线，尽管在他当时的研究工 作中并没有使用这种曲线。其后，盖帕尔（作中并没有使用这种曲线。其后，盖帕尔（GerberGerber）和古德曼（）和古德曼（GoodmanGoodman）分别研究了平均应力对寿命的影响，后者还提出了考虑平均应力影响的简单分别研究了平均应力对寿命的
14、影响，后者还提出了考虑平均应力影响的简单 理论。理论。Evaluation only.Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.3.3.典型事故典型事故19531953年年5 5月月2 2日一架彗星号客机从印度加尔
15、各答机场起飞后不久在半空中解体；日一架彗星号客机从印度加尔各答机场起飞后不久在半空中解体； 19541954年年1 1月月1010日，另一架彗星号在地中海上空爆炸；不到日，另一架彗星号在地中海上空爆炸；不到3 3个月，又一架彗星号在罗马个月，又一架彗星号在罗马 起飞后在空中爆炸。为了找到事故的原因，英国皇家航空研究院的工程师进行了大量起飞后在空中爆炸。为了找到事故的原因，英国皇家航空研究院的工程师进行了大量 的研究工作，终于确认是座舱的疲劳裂纹所致。的研究工作，终于确认是座舱的疲劳裂纹所致。19981998年年6 6月月3 3日，德国一列高速列车在行驶中突然出轨，造成日，德国一列高速列车在行驶
16、中突然出轨，造成100100多人遇难身亡的多人遇难身亡的 严重后果。事后经过调查，人们发现，造成事故的原因竟然是因为一节车厢的车轮内严重后果。事后经过调查，人们发现，造成事故的原因竟然是因为一节车厢的车轮内 部疲劳断裂而引起。从而导致了这场近部疲劳断裂而引起。从而导致了这场近5050年来德国最惨重铁路事故的发生。年来德国最惨重铁路事故的发生。20022002年年5 5月月2525日，台湾中华航空日，台湾中华航空611611号班机（波音号班机（波音747-200 747-200 ）由中正国际机场飞往）由中正国际机场飞往 际机场，在半途中于澎湖上空约际机场，在半途中于澎湖上空约1 1万米高空处解体坠毁，造成机上人员（万米高空处解体坠毁，造成机上人员（ 206206名名 乘客及乘客及1919名机组人员）全部遇难。该飞机飞行时数名机组人员）全部遇难。该飞
