构件疲劳强度疲劳课件

1、第六章 疲 劳61 交变应力的概念63 持久极限62 疲劳的概念64 提高构件疲劳强度的措施61 交变应力的概念一、交变应力(Alternating stress ) 构件内一点处的应力随时间作周期性变化,这种应力称为交变应力.APt二、产生的原因例题1 一简支梁在梁中间部分固接一电动机,由于电动机的重力作用产生静弯曲变形,当电动机工作时,由于转子的偏心而引起离心惯性力.由于离心惯性力的垂直分量随时间作周期性的变化,梁产生交变应力. 1、载荷做周期性变化 2、载荷不变,构件点的位置随时间做周期性的变化 静平衡位置tt st max min第十一章 供应链管理【知识目标】 理解供应链管理的概念，

2、以及供应链管理与物流管理的区别,掌握供应链管理的基本内容与原则。【能力目标】 能够站在单个企业的角度模拟供应链，通过供应链管理提出优化方案，加深对合作伙伴关系的认识和理解。【素质目标】 要认识到现代物流企业的开放性，企业你中有我，我中有你，任何企业都不能独立运作，只有合作才能实现共赢。【引入案例】 沃尔玛的供应链物流战略 在1979年，凯玛特是零售业的巨头之一，拥有1891家商店，平均每家商店的收入为725万美元。当时的沃尔玛只是美国南方的一个小零售商，只有229家商店，每家商店的收入也只是凯玛特的一半。在十余年时间里，沃尔玛改变了自己。1992年，沃尔玛的每平方英尺的销售额最高，并且在所有零

3、售商中，其库存周转次数和运营利润都是最高的。如今，沃尔玛是世界上最大、利润最高的零售商。沃尔玛是如何成功的呢？其起点在于坚持不懈地致力于满足顾客的需要。它的目标是保证顾客无论何时何地都能买到所需的商品，以及优化成本结构，提供具有竞争力的定价。实现这个目标的关键在于使库存的连续补充成为其核心战略。通过直接转运技术，商品被源源不断地送达沃尔玛的仓库，在那里商品不作停留就被分送到各商店。这个战略大大降低了沃尔玛的销售成本，并使其向顾客提供天天低价成为可能。沃尔玛的物流战略是什么？以后如何转向或改变经营战略？第一节 供应链概述任何一个企业都不能孤立地生存，它需要市场、企业以及人的支持。这些市场、企业和

4、人联系在一起，上下环节之间表现为供给与需求的关系，从而形成了一条长长的供应链。事实上，供应链是早已客观存在的的事物。一、供应链的概念供应链是指产品生产和流通过程中所涉及的原材料供应商、制造商、批发商、零售商以及最终消费者组成的供需网络，即由原材料获取、物料加工和制造直至将成品送到用户手中，这一完整过程所涉及的企业和企业部门组成的网络。这个概念强调了供应链的战略伙伴关系，从形式上看，客户是在购买商品，但实质上客户是在购买能带来效益的价值。各种物料在供应链上移动，是一个不断采用新技术投入劳动，增加其技术含量或附加价值的过程，因此，供应链不仅是一条联接供应商到用户的物料链、信息链、资金链，而且是一条

5、价值增值链。物料在供应链上因加工、包装、运输等关系而增加其价值，给相关企业都带来收益。例如，一件产品，其原材料由供应商提供，运输到生产部门，在产品制成后，又被运送到配送中心，最终被卖给消费者。实际生活中的供应链往往涉及多种产品、多级生产和配送，并且不断处于变化中。供应链具有如下的特征：复杂性、动态性、面向用户需求和交叉性。二、供应链结构模型根据供应链的定义，供应链的结构可以用下图来表示，如图11-1所示：图11-1 供应链的网链结构模型从图5-1可以看出，供应链由所有加盟的节点企业组成，其中一般有一个核心企业（可以是产品制造企业，也可以是大型零售企业，如美国的沃尔玛)。节点企业在需求信息的驱动

6、下和信息共享的基础上，通过供应链的职能分工与合作(生产、分销、零售等)，以资金流、物流或/和服务流为媒介实现整个供应链的不断增值。三、供应链的类型根据不同的划分标准，我们可以将供应链分为以下几种类型。1稳定的供应链和动态的供应链 根据供应链存在的稳定性划分，可以将供应链分为稳定的和动态的供应链。基于相对稳定、单一的市场需求而组成的供应链稳定性较强，而基于相对频繁变化、复杂的需求而组成的供应链动态性较高。在实际管理运作中，需要根据不断变化的需求，相应地改变供应链的组成。2平衡的供应链和倾斜的供应链 根据供应链容量与用户需求的关系可以划分为平衡的供应链和倾斜的供应链。一个供应链具有一定的、相对稳定

7、的设备容量和生产能力（所有节点企业能力的综合，包括供应商、制造商、运输商、分销商、零售商等），但用户需求处于不断变化的过程中，当供应链的容量能满足用户需求时，供应链处于平衡状态，而当市场变化加剧，造成供应链成本增加、库存增加、浪费增加等现象时，企业不是在最优状态下运作，供应链则处于倾斜状态。用户需求供应链的容量用户需求供应链的容量图11-2 平衡的供应链和倾斜的供应链 平衡的供应链可以实现各主要职能（采购/低采购成本、生产/规模效益、分销/低运输成本、市场/产品多样化和财务/资金运转快）之间的均衡。3盟主型供应链和非盟主型供应链 根据供应链的主导主体控制能力可以将供应链分为盟主型供应链和非盟主

8、型供应链。所谓盟主型供应链，即某一成员在供应链中占有主导地位，对其他成员具有很强的辐射能力和吸引能力，通常称该企业为核心企业或主导企业。 盟主型供应链相对于非盟主型供应链，是比较典型的一种供应链类型。从供应链的主导主体分析，可以将供应链划分为制造企业主导供应链、商业企业主导供应链和第三方物流企业主导供应链等形式。例题2 火车轮轴上的力来自车箱.大小,方向基本不变.即弯矩基本不变.PP横截面上 A点到中性轴的距离却是随时间 t 变化的.假设轴以匀角速度 转动.tzAA的弯曲正应力为 是随时间 t 按正弦曲线变化的t12341O交变应力的疲劳破坏与静应力下的破坏有很大差异,故表征材料抵抗交变应力破

9、坏能力的强度指标也不同.下图为交变应力下具有代表性的正应力时间曲线. 三.交变应力的循环特征、应力幅和平均应力一个应力循环(一)、基本参数应力每重复变化一次,称为一个应力循环Ot在拉,压或弯曲交变应力下在扭转交变应力下 max min最小应力和最大应力的比值称为循环特征.用r 表示.1.应力循环2.循环特征3、应力幅(Stress amplitude) 最大应力和最小应力的差值的的二分之一,称为交变应力的 应力幅.用a 表示O一个应力循环t max min a a4、平均应力最大应力和最小应力代数和的一半,称为交变应力的 平均应力.用m表示.(二)、交变应力的分类 1、对称循环在交变应力下若最

10、大应力与最小应力等值而反号.Omaxmint min= - max或 min= - maxr= -1 时的交变应力,称为对称循环 交变应力.（1）若 非对称循环交变应力中的最小应力等于零（ min）r=0 的交变应力,称为脉动循环 交变应力 时的交变应力,称为非对称循环 交变应力.Omaxmin=0t2.非对称循环（2）r 0 为同号应力循环; r 2030 0.91 0.83 0.89 3040 0.88 0.77 0.81 4050 0.84 0.73 0.78 5060 0.81 0.70 0.76 6070 0.78 0.68 0.74 7080 0.75 0.66 0.73 8010

11、0 0.73 0.64 0.72 100120 0.70 0.62 0.70 120150 0.68 0.60 0.68 150500 0.60 0.54 0.60 表1 尺寸系数三、构件表面状态的影响(the effect of member surface state) 实际构件表面的加工质量对持久极限也有影响,这是因为不同的加工精度在表面上造成的刀痕将呈现不同程度的应力集中. 若构件表面经过淬火、氮化、渗碳等强化处理,其持久极限也就得到提高.表面质量对持久极限的影响用表面状态系数表示其他加工情况的构件的持久极限表面磨光的试件的持久极限 综合考虑上述三种影响因素，构件在对称循环下的持久极限

12、b为表面状态系数为有效应力集中系数为尺寸系数为表面磨光的光滑小试件的持久极限 如果循环应力为剪应力,将上述公式中的正应力换为剪应力即可. 对称循环下,r= -1 .上述各系数均可查表而得.提高构件疲劳强度的途径 所谓提高疲劳强度，通常是指在不改变构件的基本尺寸和材料的前提下，通过减小应力集中和改善表面质量，以提高构件的疲劳极限。通常有以下一些途径： 缓和应力集中： 截面突变处的应力集中是产生裂纹以及裂纹扩展的重要原因，通过适当加大截面突变处的过渡圆角以及其它措施，有利于缓和应力集中，从而可以明显地提高构件的疲劳强度。 提高构件表面层质量： 在应力非均匀分布的情形（例如弯曲和扭转）下，疲劳裂纹大都从构件表面开始形成和扩展。因此，通过机械的或化学的方法对构件表面进行强化处理，改善表面层质量，将使构件的疲劳强度有明显的提高。 表面热处理和化学处理（例如表面高频淬火、渗碳、渗氮和氰化等），冷压机械加工（例如表面滚压和喷丸处理等），