第3章机械零件强度

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§1疲劳断裂特征§2疲劳曲线和疲劳极限应力§3影响机械零件疲劳强度的主要因素第三章机械零件的强度§4许用疲劳极限应力图

1、断裂过程：第一阶段：零件表面上应力较大处产生初始裂纹，形成疲劳源；第二阶段：在切应力作用下发生反复塑性变形，使裂纹扩展直至产生疲劳断裂。§1疲劳断裂特征

2、疲劳断裂截面：由表面光滑的疲劳发展区和粗糙的脆性断裂区组成.初始裂纹疲劳区(光滑)粗糙区轴

1.疲劳极限(rN或rN):

在循环特性r一定的变应力作用下,经过N次循环作用而不发生疲劳破坏的最大应力称为疲劳极限。§2疲劳曲线和疲劳极限应力2.疲劳寿命（N）:材料疲劳失效前所经历的应力循环次数N。3.疲劳曲线(

—N)

:N与rN或

rN之间的关系曲线。一、基本概念疲劳曲线二、σ-N疲劳曲线s－N疲劳曲线

1.有限寿命区:①低周循环疲劳：即N<103(104)。

疲劳极限较高，接近屈服极限，可按静应力强度计算。疲劳曲线

机械零件的疲劳大多发生在σ

－N曲线的CD段。s－N疲劳曲线

②高周循环疲劳：当N>103(104)时，随N↑疲劳极限↓疲劳曲线s－N疲劳曲线

疲劳曲线方程：N：应力循环次数N0：循环基数

m—指数与应力、材料的种类有关钢m=9—拉、弯应力、剪应力m=6—接触应力青铜m=9—弯曲应力m=8—接触应力在CD段，即：疲劳曲线s－N疲劳曲线

有限寿命区间内N与疲劳极限σ

rN的关系为：寿命系数：或疲劳曲线D点以后的疲劳曲线呈一水平线，为无限寿命区。其方程为：

s－N疲劳曲线

2.无限寿命区:极限应力线图三、疲劳极限应力图

相同的循环次数N，不同的循环特性r，有不同的疲劳极限，用疲劳极限应力图表示。极限应力线图材料的疲劳特性三、疲劳极限应力图

静强度极限点：对称循环点：脉动循环点：极限应力线图材料的疲劳特性

塑性材料疲劳极限应力图的简化考虑塑性材料的最大应力不得超过屈服极限，由屈服极限点S作135°斜线与AB连线的延长线交于E，得折线ABES，其上各点：横坐标为极限平均应力：纵坐标为极限应力幅：极限应力线图材料的疲劳特性

塑性材料疲劳极限应力图的简化用AES折线表示零件材料的极限应力图,是其中一种近似方法。极限应力线图

3影响零件疲劳强度的主要因素1、应力集中的影响：几何形状突然变化处来考虑应力集中对疲劳强度的影响用有效应力集中系数q:考虑材料对应力集中感受程度的敏感系数。

考虑零件几何形状的理论应力集中系数极限应力线图

2、尺寸的影响：尺寸系数：零件尺寸愈大，材料的晶粒较粗，出现缺陷的概率大，机械加工后表面冷作硬化层相对较薄，对零件疲劳强度的不良影响愈显著极限应力线图

3、表面状态的影响零件加工表面质量对疲劳强度的影响可以用表面状态系数来表示极限应力线图

4、综合影响系数应力集中、零件尺寸和表面状态都只对应力幅有影响，对平均应力没有明显影响。极

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