机械零件疲劳强度计算例题

1、1例例1：一转轴的危险截面上作用有周期性波动的载荷：弯矩：一转轴的危险截面上作用有周期性波动的载荷：弯矩M=100200Nm,转矩转矩T=0100Nm，轴的材料为，轴的材料为45钢，力学性能：钢，力学性能： 若截面直径若截面直径d=25mm，零件的有效应力集中系数零件的有效应力集中系数 尺寸系数尺寸系数表面状态系数表面状态系数 试计算安全系数试计算安全系数S(计算时可按无限寿命计计算时可按无限寿命计算，忽略剪力的作用）算，忽略剪力的作用）解：解：1.计算正应力和切应力的最大、最小值，应力幅和平均应力计算正应力和切应力的最大、最小值，应力幅和平均应力MPaMPaWM4 .130325322000

2、00maxmaxMPaMPaa6 .3222 .654 .1302/minmax,270,4001MPaMPas,300,156,216,480010MPaMPaMPaMPas,45. 1,78. 1kk,93. 0, 9 . 0,95. 0,91. 0MPaMPaWM2 .6532532100000minminMPaMPam8 .9722 .654 .1302/minmaxMPaMPaWTT6 .3232516100000maxmaxMPaMPaWTT0325160minmin22.计算单向应力状态下的安全系数计算单向应力状态下的安全系数弯曲疲劳极限的综合影响系数弯曲疲劳极限的综合影响系数3

3、7. 38 .97125. 06 .3208. 22701maKS试件受循环弯曲应力时的材料系数试件受循环弯曲应力时的材料系数125. 04804802702200104. 03003001562200108. 2191. 019 . 078. 1111qkK61. 1195. 013 . 045. 1111kK单向稳定变应力安全系数单向稳定变应力安全系数80. 53 .1604. 03 .1661. 11561maKS33.计算疲劳强度安全系数计算疲劳强度安全系数91. 280. 537. 380. 537. 32222SSSSS4.计算静强度安全系数计算静强度安全系数74. 26 .324

4、 .1304004222max2maxsS例例2一曲柄受脉动循环应力作用，在某截面处有最大弯曲应力一曲柄受脉动循环应力作用，在某截面处有最大弯曲应力max=120MPa，曲，曲柄材料为柄材料为40Cr，调质处理，圆角处精磨。应力循环次数，调质处理，圆角处精磨。应力循环次数N=106，试用解析法和，试用解析法和图解法校核该截面处的安全系数是否满足要求。（已知图解法校核该截面处的安全系数是否满足要求。（已知-1=441MPa， s=785MPa，=0.2，弯曲疲劳极限的综合影响系数，弯曲疲劳极限的综合影响系数K =2.34，N0=107)解：解：1用解析法计算疲劳强度安全系数用解析法计算疲劳强度安

5、全系数（1）确定材料性能）确定材料性能MPaMPa7352 . 01441212104计算计算a、m（2）计算疲劳强度安全系数）计算疲劳强度安全系数计算寿命系数计算寿命系数KN 计算疲劳强度安全系数计算疲劳强度安全系数2用图解法计算疲劳强度安全系数用图解法计算疲劳强度安全系数1）画极限应力简图）画极限应力简图MPaMPama601202121max29. 110109670mNNNK5 . 273. 3602 . 06034. 244129. 11SKKSmaNMPaMPaKKNe2 .24334. 244129. 111MPaMPaKKNe6 .20234. 2273529. 1220052）在极限应力简图上标出工作应力点）在极限应力简图上标出工作应力点M，联接，联接OM并延长与极限应力线交并延长与极限应力线交与与M 3）计算疲劳强度安全系数）计算疲劳强度安全系数图解法计算结果与解析法计算结果相近。图解法计算结果与解析法计算结果相近。5 . 265. 36060219219maxmaxSS6例3发动机连杆横截面上应力变化规律如图所示，求该应力的循环特性r、应力幅a和平均应力m。解：应力的循