疲劳与断裂第二章应力疲劳1ppt课件

1、实际零构件实际零构件 缺口缺口 应力集中应力集中 疲劳性能下降。疲劳性能下降。典型载荷块：典型载荷块：“100100起落起落”，“万公里万公里”，“年等。年等。总谱是典型块的重复。总谱是典型块的重复。SN(起落次数起落次数)100200某飞机主轮毂实测载荷谱滑行滑行滑行拐弯拐弯着陆着陆载荷谱分实测谱和设计谱。载荷谱分实测谱和设计谱。设计寿命期内的设计寿命期内的载荷总谱。载荷总谱。SS1S2S30nnD0n1D1N1ABAB确定载荷谱，选取拟用的应力水平；确定载荷谱，选取拟用的应力水平；选用适合构件使用的选用适合构件使用的S-NS-N曲线；曲线；计算在应力水平计算在应力水平Si下循环下循环ni次

2、的损伤：次的损伤： Di=ni/Ni；计算总损伤计算总损伤 D=ni/Ni；若若D1，则应降低应力水平或缩短使用寿命。，则应降低应力水平或缩短使用寿命。解：解： 假定载荷假定载荷P时的应力水平为时的应力水平为Si=200MPa。 由由S-N曲线得到曲线得到Ni, 计算损伤计算损伤Di，列入表中。，列入表中。可知，若取可知，若取S=200MPa, D=1.751,发生疲劳破坏。发生疲劳破坏。再取再取S=150MPa, 算得：算得： D=0.981, 可达设计寿命。可达设计寿命。载荷载荷Pi ni(106) P 0.05 0.8P 0.1 0.6P 0.5 0.4P 5.0 总损伤总损伤 D= D

3、i= ni/Ni=1.75Si (MPa) 200 160 120 80Di=ni/Ni0.0800.1020.2881.280Ni (106) 0.625 0.976 1.736 3.30615012090601.1111.7363.0866.9440.0450.0580.1620.7190.98设由使用经验知构件在设由使用经验知构件在B谱下的寿命为谱下的寿命为NB，那么：，那么：Nn NQBiiBB()DnNiiNn NQAiiAA()待求的另一相似构件在待求的另一相似构件在A谱下的寿命为谱下的寿命为NA，又有：，又有：NQn NNn Nn NAAABBA ()( / ) /( / )许多

4、改进设计，可以借鉴过去原型的使用经验；许多改进设计，可以借鉴过去原型的使用经验；间接考虑了载荷谱型、作用次序及材料分散性的间接考虑了载荷谱型、作用次序及材料分散性的影响；故相对影响；故相对MinerMiner理论预测精度好，应用广泛。理论预测精度好，应用广泛。恒幅载荷恒幅载荷随机载荷谱？随机载荷谱？变幅载荷变幅载荷Miner计数法计数法载荷载荷0t正变程正变程负变程负变程峰峰谷谷St0典型谱段典型谱段雨流计数法雨流计数法要求典型段要求典型段从最大峰或从最大峰或谷处起止。谷处起止。01122雨流计数典型段雨流计数典型段不失一般性。不失一般性。ABCDEFGHIJA024-2-4tSABCDEFG

5、HIJA024-2-4S第一次雨流第一次雨流BCEFGHIJE024-2-4SB第二次雨流第二次雨流FGIJ024-2-4第三次雨流第三次雨流FI记下流过的最大峰、谷值，为一循环，读出记下流过的最大峰、谷值，为一循环，读出 S, SmS, Sm。删除雨滴流过部分，对剩余历程重复雨流计数。删除雨滴流过部分，对剩余历程重复雨流计数。ABCDEFGHIJA024-2-4S第一次雨流第一次雨流BCEFGHIJE024-2-4SB第二次雨流第二次雨流FGIJ024-2-4第三次雨流第三次雨流FI雨流计数结果雨流计数结果循环循环变程变程均值均值EHE70.5BCB4 1ADA90.5FGF3-0.5IJI2-1雨流计数是二参数计数，结果均为全循环。雨流计数是二参数计数，结果均为全循环。典型段计数后的重复，只需考虑重复次数即可。典型段计数后的重复，只需考虑重复次数即可。若转换时若转换时 R不变，不变， N1、N2可用相同的可用相同的S-N曲线曲线 SmN=C 表示时，等损伤转换条件为：表示时，等损伤转换条件为： n2=n1(N2/N1)=n1(S1/S2)m. 计数后的多级载荷，如何简化到有限的载荷级？计数后的多级载荷，如何简化到有限的载荷级？不同载荷间转换的原则不同载荷间转换的原则: : 损伤等效。损伤等效。将将S1下循环下循环n1次的载荷，转换成次的载荷，转换成S2下循环下循环