《材料力学 教学课件 ppt 作者 顾晓勤 等 第10章 动载荷和交变应力第4节 交变应力与疲劳》由会员分享,可在线阅读,更多相关《材料力学 教学课件 ppt 作者 顾晓勤 等 第10章 动载荷和交变应力第4节 交变应力与疲劳(10页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、交变应力:在工程实际中,有许多构件在工作时受到随时间而交替变化的应力,这种应力称为交变应力或循环应力。,一、交变应力,应力分析实例车轴,设车轴以等角速度 转动,则,两车轮 A、B 之间的车轴处于纯弯曲状态,其横截面上任一点 k 处的弯曲正应力为,应力分析实例齿轮,在齿轮传动过程中,轴每旋转一周,每个齿便啮合一次,每一次啮合 A 点的弯曲正应力就由零变化到某一最大值,然后再回到零。齿轮不断地转动,A 点的应力也就不断地做周期性变化。,疲劳破坏:金属在交变应力作用下发生的破坏称为疲劳破坏。,长期在交变应力下工作的构件,虽然其最大工作应力远小于其静载荷下的强度极限应力,也会出现突然的断裂事故。,1、
2、疲劳破坏的三个特点,金属疲劳破坏时,其断口如图所示,即明显地呈现两个不同的区域:光滑区和粗糙区。,即使是塑性很好的材料,也常 常在没有明显的塑性变形情况下发生脆性断裂。,金属内部存在着缺陷,当交变应力的大小超过了一定限度,疲劳裂纹首先发生在高应力区域的缺陷处(通常称为疲劳源)。,随着裂纹的扩展,截面被削弱较多,直到截面的残存部分的抗力不足时,就突然断裂,突然断裂处呈现粗糙颗粒状这种突然断裂属于脆性断裂。,2、疲劳破坏的过程:可以分为三个阶段,随着交变应力的继续,裂纹从疲劳源向纵深扩展。扩展过程中,随着应力的交替变化,裂纹两边的材料时分时合互相研磨,因而形成断面的光滑区域。,循环特征或应力比,平均应力,二、交变应力的变化规律和种类,应力幅度,1、对称循环应力,交变应力的类型,2、脉动循环应力,交变应力的类型,3、不变应力,交变应力的类型,