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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划材料疲劳极限常用材料极限强度例2已知某钢材的机械性能为?-1?500MPa，?S?1000MPa，?0?800MPa。试按比例绘制该材料的简化疲劳极限应力图；由该材料制成的零件，承受非对称循环应力，其应力循环特性r=，工作应力?max?800Mpa，零件的有效应力集中系数k?，零件的尺寸系数?，表面状态系数?1，按简单加载情况在该图中标出工作应力点及对应的极限应力点；判断该零件的强度是否满足要求？解：绘制材料的简化疲劳极限应力图。绘制零件的许用极限应力图kN?1(k?)D?k?k?A
2、?A?(0N?1)(k?)DB?B?(kN?02k?N0)2(k?)DS点不必进行修正ABS确定工作应力点M的坐标?min?r?max?800?240MPa?a?max?min2?800?2402800?2402?280MPa?520MPa?m?max?min2工作应力点的坐标为MM点落在疲劳安全区OAE以外，该零件发生疲劳破坏。例3某轴只受稳定交变应力作用，工作应力?max?240MPa，?min?40MPa。材料的机械性能?-1?450MPa，?s?800MPa轴上危险截面的k?，?，?1。绘制材料的简化极限应力图；用作图法求极限应力及安全系数；取S=，试用计算法验证作图法求出的?，?及S
3、值，并校验此轴是否安全。am解：绘制材料的极限应力图绘制零件的极限应力图在图上标出工作应力点M?min240?40?m?max?100MPa22?a?max?min2?240?402?140MPa工作应力点的坐标为M由作图法求极限应力及安全系数例某钢材的对称循环弯曲疲劳极限?1?275MPa，屈服极限?s?355MPa，去循环基数N0?107，寿命指数m?9，试求循环次数N分别为1(转载于:写论文网:材料疲劳极限)05，5?106，108次时相应的寿命系数KN和疲劳极限?1N。解由题意知KN1?1N1?KN?71?127?54M5Pa9由于?1N1?459MPa?355MPa?S，所以取?1N
4、1?S?355MPaKN2?8?1N2?KN?2?1877因N3?10?N0?10，故应取N3?10。27?52M9Pa7KN3?1?1N3?KN3?1?1?275?275MPa材料疲劳极限测定演示实验一、预习要求预习本节和材料力学教材中的有关内容，并回答以下问题：1、在等幅交变应力作用下，?max?s时为什么会引起疲劳破坏？为什么不马上破坏而具有一定的寿命？2、疲劳破坏有什么特点？二、实验目的了解疲劳极限1的测试方法及疲劳试验机的工作原理。三、实验原理及设备长期在交变应力作用下的构件，虽然应力水平低于屈服极限，也会突然断裂，即使是塑性较好的材料，断裂前也无明显的塑性变形，这种现象称为疲劳失效
5、。将交变应力循环中的最小应力min和最大应力max的比值称为循环特征r，则r=?1即对称循环是最常见的交变应力情况。在对称循环下若试样的最大应力为1，经历N1次循环后发生疲劳失效，则N1称为最大应力为1时的疲劳寿命。最大应力越大，则寿命越短；随着最大应力的降低，寿命迅速增加。通过一组实验可得到某种材料的SN曲线，称为应力寿命曲线，如图1所示。当应力降低到某一极限值1时，应力寿命曲线趋近于水平线，即当应力不超过1时寿命可达到无限大，1称为该材料的疲劳极限或持久极限。黑色金属试样如经过107次循环仍未失效，则再增加循环次数也不会失效。故把107次循环下仍未失效的最大应力作为持久极限1，而把N0=1
6、07称为循环基数。有色金属的应力寿命曲线在N5108时往往仍未趋于水平，通常规定循环基数N0=108，它对应的最大应力作为“条件”持久极限。测定疲劳极限的设备称为疲劳试验机，现介绍纯弯曲旋转式疲劳试验机，其工作原理如图2所示。试样被固定在试验机的主轴套筒内，载荷通过夹头的拉杆加到试样上。电机启动后，试样随夹头一起高速旋转。载荷方向不变，而试样上各点的应力随着试样的旋转反复变化，试样承受对称循环交变应力。试样表面的最大应力为?max?Pa16Pa?32W?dmin四、试样疲劳试样的选材和加工对疲劳强度有很大影响，因此在制作试样时从选材到加工都有明确要求，具体规定可参考国标GB433784。光滑小
7、试样的最小直径为710mm。其他外形尺寸因疲劳试验机的类型而异，没有统一规定。图3为旋转弯曲疲劳试样图。五、试验方法取810根钢试样，测定其应力寿命曲线。试验方法和步骤如下。1、应力水平的设置测定SN曲线至少取5级应力水平。最高应力水平应取强度极限的倍，即1=b，相应的循环周次为N1，其后各级应力水平的差值取1040MPa。应力水平下降，断裂周次相应提高。对钢材而言，当下降到第n根试样的应力n时，若经N=107次循环后试样仍不断裂，显然其疲劳极限1应介于应力n1和n之间，即n11n2、1的确定1的测定应在断与不断的应力之间，再进一步取样进行试验。取?n?1?n?1?n2试验，若N=107次断裂，且断与不断的应力相差不到10MPa，则不断裂的应力n即为疲劳极限1；若N=107次仍不断裂，且?n?n?1?10MPa则疲劳极限?1?n?1。总之，断与不断的应力水平相差小于10MPa时试验方可结束，并取未断时的应力作为1。3、绘制SN曲线将上述试验结果绘制成SN曲线。由于该试验需用时间很多，无法通过一次试验测取具体试验数据，因此本试验不再要求完成实验报告。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。
