《材料的应力寿命曲线查表》由会员分享，可在线阅读，更多相关《材料的应力寿命曲线查表（19页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
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的应力寿命曲线查表1.SN曲线的测定方法SN曲线，是用名义应力法估算构件疲劳寿命的主要依据之一。获得一条SN曲线，通常取46级或更多的应力水平。试验采用成组试验法测定SN曲线，并用升降法测定疲劳极限强度。成组试验法就是在每一个应力水平做一组试样，每组试样的数量取决于试验数据的分散程度和所要求的置信度，一般随着应力水平的降低逐渐增加，每组应不少于5根试样。成组试验数据均根据变异系数Vf的计算来确定95%或90%置信度的子样大小，并满足置信度r=95%或r=90%、误差限度?5%的要
2、求。成组试验法的中值对数疲劳寿命X按下式计算1nX=LogN50=?LogNini?1式中，Ni一组试验中第i个试样的疲劳寿命；n一组试样的总数；N50具有50%存活率的疲劳寿命的中值疲劳寿命。对数疲劳寿命标准差S按下式计算n?(LogNi)?(?LogNi)22nnS=i?1i?1n(n?1)根据t分布原理，置信度为r，母体平均值?的区间估计式为X?t?那么，绝对误差?为Sn?X?t?Sn?XX?St?Xn?Vft?n式中，VfS/X为变异系数。则在给定置信度、误差限?的前提下最少试样数的观测值2nmin?Vft?所以，可根据变异系数值在有关文献中查出不同置信度、误差限时所需的最少试样数的观
3、测值nmin升降法应力水平控制在35级范围，应力增量选为?5%。升降法测定指定寿命次数N(如N=107次循环)下疲劳极限或中值疲劳强度?50，其测量估计量?50为：1m*?50?*?Vi?ini?1式中：n配成的对数总数；m配成对子的级数，升降法级数减1,即m=m-1；?i=(?i*?i?1)/2；Vi相邻两级配成的对数。疲劳极限或疲劳强度的子样标准差S按下式计算：*nS=*?v(?*i?1im*2)?(v?)?iii*2i?1*mn(n?1)*以试验应力为纵坐标，疲劳寿命为横坐标拟合的应力寿命曲线为材料的SN曲线。用上述方法获得的曲线为中值SN曲线，具有50%的存活率。2.拟合SN曲线经验公
4、式的算法对于具有中，长寿命曲线段的SN曲线，一般采用三参数幂函数表达式：(?max?S0)mN?C对上式变换可得：LogN?C?mLog(?max?S0)上式为含有3个常数的SN曲线经验公式。式中C,m和S0为材料常数。线性相关系数极值法确定SN曲线方程的材料常数令X=LogN，y=Log,a=C,b=-m，则式可写成：X=a+byX与y成为线性关系，根据这一条件，可采用求线性相关系数极值的方法求出待定常数S0,m和C。其中待定系数a,b和相关系数r为：a=x-by,b=LYX,r=LYY_LYXLYY?LXX_式中x?1ni?1?xni，1ny?yini?1_n21nL?xi?(?x)2xx
5、ni?1ii?1LYY1?y?(?yi)2ni?1i?1n2innLYXn1n?yixi?(?yi)(?xi)ni?1i?1i?1_以上诸式中y，LYY和LYX均与S0有关，是S0的函数,故a,b和r也为S0函数,即a(S0)，b(S0)和r(S0)。由于所求S0必须使相关系数绝对值r(S0)取最大，故可由以下条件：dr2(s0)dr(s0)?0?0或ds0ds0因为：dr2(s0)ds0所以有令：?2r2(s0)(1dLYX1dLYY?)LYXds02LYYds01dLYX1dLYY?0LYXds02LYYds0nndLYXxi1n1LX0?In10?(?xi)(?)i?1s?si?1s?s
6、ds0ni?1i0i0nnyiIn10dLYY1n1LY0?(?yi)(?)2ds0ni?1i?1si?s0i?1si?s0将(3)和(4)式代入(2)式，则得：LY0LX0?0LYYLYXLY0LX0?LYYLYX设：H(S0)?由于(5)式较复杂，须要用迭代法求解。H(S0)具有如下性质：设s0为0的预估值，当s00；而当s0S0时，H(S0)材料的应力寿命曲线查表)法与中所述传统疲劳分析方法相似，也是一种应力疲劳分析方法。这种方法更适用于连接件结构的细节应力分析和寿命估算。计算时以更能反映连接件结构细节的应力严重系数SSF代替理论应力集中系数来进行寿命估算。细节疲劳额定值法也是应力疲劳分
7、析方法的一种，该方法的最大特点是引入了一个细节疲劳额定值(DFR)概念，对于拥有比较可靠的细节疲劳额定值的设计单位或某种系列飞机，该种方法的优越性比较明显。应变疲劳分析方法发展得较晚，但已在机动类飞机设计中得到了广泛的应用。这种方法基于材料的N曲线和以弹塑性分析为基础的局部应力应变行为。由于该方法利用了材料的记忆特性，可以考虑载荷顺序效应对寿命估算的影响。实践表明，疲劳损伤主要是针对由高应力循环引起的结构细节，采用这种方法进行寿命估算，可以得到更加满意的结果。可靠性和分散系数的确定安全寿命设计的可靠性主要是通过疲劳分散系数保证的。安全寿命可用如下公式表示Nsaf式中：Nsaf安全寿命；Ncom
8、计算寿命；?Ncom/Fcom?(401)N/F?teteFcom计算分散系数；Nte试验寿命；Fte试验分散系数。目前，疲劳分析方法都是建立在元件、材料或结构件疲劳试验结果上，而疲劳试验结果数据具有较大的分散性，加之各种分析方法所用的Miner线性累积损伤假设也具有较大的不确定因素，因此疲劳分析方法的准确度不高。当用疲劳分析方法确定结构的使用寿命时，必须引入一个计算分散系数，以保证计算结果具有指定要求的可靠度。计算分散系数可以根据不同可靠度要求和不同置信度水平要求，利用统计分布公式计算确定。有关计算方法的著述很多，方法大多从疲劳寿命概率分布类型为对数正态分布或威布尔(Weibull)分布这一
9、事实出发，根据子样的数学期望值和标准差估计值进行计算。通过全尺寸结构试验确定安全寿命，也应用试验分散系数来保证结构的可靠度。因为飞机结构之间的差异、载荷当量化以及其他未预计到的差异和疲劳试验寿命固有的分散性等都会造成试验寿命与实际使用寿命有较大差别。试验分散系数可以根据不同可靠度要求和不同置信度水平要求利用统计分布公式计算确定，也可直接选用规范给定的数值，如表401所示。民用运输机疲劳评定的指导思想民用运输机结构必须在预期的使用寿命期内具有高度的安全性和良好的经济性。结构的疲劳性能直接影响飞机的营运安全和维护费用。过早或意外的疲劳损伤会直接影响飞机使用，危及飞机的安全，给用户造成巨大的经济负担
10、。必须通过仔细的结构疲劳设计和分析来提高民用运输机结构的耐久性。过去的经验已经表明，引起民用运输机结构疲劳问题的原因可以分为以下四类。(1)不好的细节设计45；(2)附加应力或次应力24；(3)超过使用应力16；(4)所有其他因素15。因此，为了满足疲劳设计目标，需要改进结构的细节设计并控制使用应力。民用运输机机体结构的疲劳评定，从飞机投入服役开始，到结构发现可以觉察的损伤为止。由于民用运输机疲劳评定采用的许用值具有95的可靠度，在民用运输机的疲劳设计寿命目标期内，结构细节可能出现可以觉察的疲劳损伤。民用运输机结构疲劳评定，对飞机预期的远、中、近程三种飞行剖面的使用环境(载荷、温度和湿度)进行
11、评估。选用其中最临界的飞行任务剖面作为设计评定的依据。疲劳评定从结构打样设计开始，与静强度检查一并进行，并一直进行到机体结构发出所有结构图样为止。凡须进行静强度校核的所有结构细节，均需填写一张“疲劳检查表”。疲劳评定所用的应力为使用应力。它们应根据弹性分布计算得出，其精度必须比静强度所用的极限应力的精度更高。由各种标准使用载荷情况积累的疲劳损伤，根据线性累积损伤的方法(PalmgrenMiner理论，即?n?)，采用标准的SN曲线得出。N简化分析步骤，可以采用各标准使用情况的当量载荷情况，以代替载荷谱进行分析。同时，根据地空地损伤比计算要求的当量地空地循环数，以当量地空地循环简化对结构细节总损
12、伤的描述。疲劳评定的结果是，在“疲劳检查表”中给出各个细节的疲劳裕度。它们是与静力分析中的安全裕度一样的一个指标。即，疲劳裕度，意指在“疲劳检查表”中，为达到疲劳寿命目标，每次飞行出现一次的地空地最大应力还可以增加5。应力疲劳分析方法传统疲劳分析方法疲劳断口特征及识别金属材料疲劳破坏断口在宏观和微观上均有其特征。典型的疲劳破坏断口按断裂过程其宏观形貌分三个区域：疲劳核心区(疲劳源)、疲劳裂纹扩展区(光滑区)以及快速断裂区(瞬时破断区)，如图401所示。图40-1疲劳断口特征疲劳源常发生在表面，特别是应力集中严重部位。若内部存在缺陷(如脆性夹杂物、空洞、化学成分偏析等)，也可在表皮下或内部发生。
13、零件间相互擦伤区也会是疲劳源处。疲劳源数目可能是一个，也可能是多个。疲劳裂纹扩展区是疲劳断口最重要的特征区域，一般有明显的疲劳纹理，典型情况为贝壳状或海滩波纹状，其次是自核心向外放射的一批垄沟纹，垄沟纹与海滩纹成90相交，考查这两种纹路，可找出疲劳源点。这种疲劳纹理多见于低应力高周疲劳破坏断口。当断口表面由于多次反复压缩摩擦，常使该区域变得光滑而呈细晶状，成为光滑区，如图402所示。齿轮的材料、寿命系数和极限应力院名称专学学机械工程学院机械制造李岩SY业生生名姓学称名号XX年11月齿轮的材料、寿命系数和极限应力摘要齿轮是机械传动中应用最广泛的零件之一,它在工作中的受力情况比较复杂。在齿轮的制造过程中,合理选择材料与热处理工艺,是提高承载能力和延长使用寿命的必要保证。在满足工作要求的前提下合理选择齿轮的寿命系数，这对实际工作有着十分重要的意义。本文就常用齿轮材料的选择及热处理工艺，不同标准下寿命系数的计算方法进行了分析。关键词：齿轮材料，热处理，疲劳极限，寿命系数Thematerial,lifefactorandultimatestressofgearAbstractThegearisoneofthemostwidelyusedpartsi
