交变应力与疲劳

1、tttttt应力循环应力循环maxminSSr maxminSSminmaxSSr minmaxnSS晶粒晶粒裂纹扩展路径裂纹扩展路径疲劳试样疲劳试样应力寿命曲线应力寿命曲线O每一应力水平只有一个试样的数据每一应力水平只有一个试样的数据O每一应力水平有一组试样的数据每一应力水平有一组试样的数据两种试验的应力寿命曲线两种试验的应力寿命曲线OO每一应力水平有每一应力水平有一组试样的数据一组试样的数据每一应力水平只有每一应力水平只有 一个试样的数据一个试样的数据截面突变处的应力集中现象截面突变处的应力集中现象11fSSK1S1S) 1(1tfKqKKt理论应力集中因数，可查表确定理论应力集中因数，可

2、查表确定q 材料对应力集中的敏感系数材料对应力集中的敏感系数1d1SSd1S1S尺寸因数尺寸因数 11SS1S1S表面加工质量因数表面加工质量因数 1fd1K1fd1K 无限无限寿命区寿命区有限寿命区有限寿命区 nn maxf1mad1xKnmaxf1mad1Knx根据光滑小试样的应力寿命曲线根据光滑小试样的应力寿命曲线 估算疲劳寿命估算疲劳寿命根据零件试验所得到的应力寿命曲线根据零件试验所得到的应力寿命曲线 估算疲劳寿命估算疲劳寿命规则的变幅交变应力规则的变幅交变应力不规则的变幅交变应力不规则的变幅交变应力变幅交变应力变幅交变应力无限寿命设计的不合理性无限寿命设计的不合理性S1构件寿命的消耗

3、过程构件寿命的消耗过程在在S1下消耗的寿命下消耗的寿命n1, 占总寿命占总寿命N1的比：的比：n1/N1在在S2下消耗的寿命下消耗的寿命n2, 占总寿命占总寿命N2的比：的比：n2/N2应力由高到低应力由高到低构件寿命的消耗过程构件寿命的消耗过程在在S1下消耗的寿命下消耗的寿命n1, 占总寿命占总寿命N1的比：的比：n1/N1在在S2下消耗的寿命下消耗的寿命n2, 占总寿命占总寿命N2的比：的比：n2/N2应力由低到高应力由低到高2211NnNn111NnWW 222NnWWkkkNnWW111NnWW 222NnWWkkkNnWW11kiiiNniiNn11kiiiNn111NnNNikii

4、kiiiNnNN111TTiiNnNnkiiiNnNN111NniTTiiNnNnTTiiNnNnniT 一个周期内某个应力水平一个周期内某个应力水平Si下的循环数；下的循环数；NT 一个周期内所有应力水平下的循环总数。一个周期内所有应力水平下的循环总数。450 12 000380 80 000510 3 000480 ?450 12 000380 80 000510 3 000480 ?144332211NnNnNnNn144332211NnNnNnNn疲劳试验结果的分散性疲劳试验结果的分散性标准离差与可靠性的关系标准离差与可靠性的关系 标准离差标准离差 在高斯概率分布规律下，试验点在高斯概

5、率分布规律下，试验点的应力值与平均曲线上对应的应力值相差的应力值与平均曲线上对应的应力值相差8时时称为一个标准离差称为一个标准离差(standard deviation)21!1212133640621112p7p5p3pp nnuuuuuRnnn21!1212133640621112p7p5p3pp nnuuuuuRnnnRf1d1CKSSaRf1SCKSn 判断应力是否随着时间的变化而变化判断应力是否随着时间的变化而变化 轴固定；轮子可在轴轴固定；轮子可在轴上转动。请判断什么情上转动。请判断什么情形下轴将发生疲劳破坏？形下轴将发生疲劳破坏？轴轴轮轮 判断应力是否随着时间的变化而变化判断应力是否随着时间的变化而变化 轴与轮子固结成一体转动。轴与轮子固结成一体转动。请判断什么情形下轴将不发请判断什么情形下轴将不发生疲劳破坏？生疲劳破坏？轮轮轴轴 设计过程要尽量避免或减少产生应设计过程要尽量避免或减少产生应 力集中的因素力集中的因素 役前检测与在役检测役前检测与在役检测？ 圆盘构件圆盘构件初始裂纹初始裂纹初始裂纹初始裂纹 怎样制止裂纹怎样制止裂纹