第三讲 应力委靡

第三讲应力疲劳材料循环性能描述回顾按循环应力作用的大小，疲劳可分为应力疲劳和应变疲劳应力疲劳：最大循环应力Smax小于屈服应力Sy寿命一般较高（>104），高周疲劳应变疲劳：最大循环应力Smax大于屈服应力Sy（材料屈服后应变变化较大而应力变化较小，故一般以应变为控制参量）寿命一般较低（<104），低周疲劳材料应力疲劳特性1．S-N曲线评价和估算疲劳寿命或强度需建立外荷载与寿命之间的关系。反映外加应力S和疲劳寿命N之间关系的曲线称为S-N曲线。基本S-N曲线在最简单的荷载谱－恒幅循环应力作用下，R=-1时（对称恒幅荷载）实验给出的应力－寿命关系曲线2．S-N曲线的一般形状材料的S-N曲线一般由实验得到用一组标准试件在给定应力比和应力幅作用下，记录相应的寿命所得到的曲线。104106~7SbSf104106~7SbSfLCFHCFSFSmaxNSN三段：低周疲劳区（LCF），高周疲劳区（HCF）和亚券疲劳区缓（婚S堵F挡）。两由泛S-纱N姐曲线确钳定的对骄应于寿浆命再N军的应力喉称为寿且命签为爪N狂次循环违的疲劳忽强陕度卖S紧N绵。物N=1盛/宜4猎对应材罪料的静侦拉伸强烦度父S服b吧，得N=1孩0草6~7误对应的求疲劳强所度为疲数劳极园限熟S鹿f自。特别方地轧，滴R=晌盈1泛的疲劳替极限记距为皇S杜1袭。羊在桐HC踢F肃区或，币S-卖N菊曲线在挡对数坐转标系上握近似为惩直线。窄S-奶N糖曲线的邀数学表川达预1摘）指数台函数式息α死和券C掏为材料凭常数。施两边取鉴对数有库指贩A=配lg恭C棍和淹B=颤-昏α慌lg屯e踢为材料哭常数。什指数函胃数滨的眨S-班N追关系在箭半对数肌坐标系很上为直储线。词2形）幂函戒数式（再最常用乔的形式诱）扭偶姻仆两边取宰对数有刻：锤件孔左幂函数盾的轧S-济N倚关系在甲对数坐攀标系上吩为直线滑。番3滔）胶Wei首bul骂l慨公式刮α串和瓣C钥为材料寿常数蜜，忧S火af稼为理论晨应力疲悼劳极限渐幅值娇。称Wei纹bul郑l络公式包迫含疲劳业极限，罢即近S畅趋使于锄S徒af劫时侄N估趋于无说穷大。堤4喜）三参领数公式肚α伯和略C汤为材料途常数铃，编S威f巾为应力均疲劳极维限。顺3梢．平均降应力的省影响马反映材细料疲劳遵性能科的蓄S-孙N错曲线是森在给定稳应力比报下得出载的，平婚均应力RSm<0Sm=0Sm>0NSa怨在给定典应力幅素下应力傻比蹈R蛛增加，当则平均继应力增两加，有臂利于裂狱纹的萌弯生和扩奥展，结椅构的疲雪劳寿命爆降低。绝相对于丝基趟本琴S-缘N变曲线卖，秘S纯RSm<0Sm=0Sm>0NSa删S桃m货<矩0栗时构件衫的疲劳香强席度增加馆。舌在实际叶工程中母采用在凝应力集威中处或偶高应力贩区引延入预压她应力是拣提高结诸构疲劳榴强度的吗有效措崭施。该4隙．疲劳望极谢限挑S逝f吐的近似胆估计阴描绘材购料基本振疲劳性拥能循的排S-墨N龄曲线只游能由实组验得出郊。在缺羊乏实验乌结果时姑可依据泥材料强污度爱S明b欧作如下易简单估锡算供初戴步设计月参考。申1泉）弯曲厕荷载作喘用北疮膛害S减f(b雄end压ing见)健=圣0.5呢S哪b伞比桶确S翻b驾<毕140喝0MP欧a享丑籍肚S贫f(b辛end系ing谣)门=旦700棕MPa堆瑞养S歌b伤>罚140晨0MP纯a胀2袜）拉压刻荷载作盛用轮粥皂轧S谷f(t浮ens册ion牛)丈=懒0.7征S师f(b残end逝ing毒)汪=0防.35顽S监b龟3转）扭转炉荷载作贫用熔坦训性S否f(t悠ors顾ion催)规=部0.5桑77S傍f(b起end晌ing痕)疫=0深.29祸S态b听脆性材懒料序S丹b塌取极限臣抗拉强懒度，延猎性材笔料泛S里b免取为屈献服强度衰。锈5觉．无实减验数据订时萌S-洁N搏曲线的初估计德如已知挎材料的倒疲劳极下限塞S柿f独和极限龙强泻度铜S轻b打，则材坚料终的五S-畅N陷曲线可趁由以下辜方法作京偏于保披守的估伪计户S-嫂N食曲线用缓幂函数凳形救式就S底α根N文=衔C距，通常酬假君定症N=1茅0岸3途时有简浑弯抄N=鹅10详3汉,航选疲劳极佩限一般权所对应拼的寿命切可达辆到如N=1知0嗽7象，考虑刚到误差杠，作保马守的假敬定臣圈筹本N=虾10忙6唯,拣柜则系数蹦α撞、计C飘可求出宴如下同，傲窃呈以上估修计只能要用冒于蓝10溜3牲<据N<另10泽6饥，不宜傍外推。SmSaS1SbN=104N=107SmSaS1SbN=104N=107健将不同唯应力惠比而R描的疲劳甩极限画库在昂S烦a负S酒m挑图上即竟为疲膊劳极限朝图。法僵历颂签由于实筹验测定浪疲劳极牙限SmSaGoodman线SR=SmSaGoodman线SR=1SsGerber曲线Soderberg线Sb傻疲劳极址限图的承经验模致型。渣1屋）鹊Ger希be松r腿抛物线谣模型取2玻）还Goo某dma侦n泻直线模那型馒3畅）遍Sod驾erb语er帅g锁直线模扰型莫Sob钉erb畏er萝g禽模型过骂于保守可，急Ber隆be胀r饶模型则绪偏于危镇险芹，登Goo纠gma杯n牲模型则迁偏于保象守，为敏工程实黄际中常织用。永例：构亦件受拉药压循环袜应力作习用撤，显S泰max公=猾800筝Mp难a疗，坑S姜min穷=蓝80M刺p享a过，若已既知材料料的极限柿强度境为洪S使b瓣=乌120室0Mp品a口，试估迟算其疲潮劳寿命盒。材解遇：换1携）确定峡循环应鼓力幅和婶平均应镰力够闯港骂2叹）估算察对称循躺环下的出基僚本晃S-芦N根曲线贤乏壶镜织拉压循充环应力罚作用时究材料的指疲劳极固限为赢脱第下塘若基举本季S-贺N浑曲线可辛由幂函查数表示感，则有浊晕歉3煤）循环走应力等挖寿命转萄换劣帜李米抛用眠Goo隶dma陆n刮方程将轻实际工说作循环惊应力等革寿命转犹换为对湿称循环津下的应献力水平祝起沾哲粉解出：宿秆于4牵）估计童构件寿舰命川棕曾灯互对称循筝环下的汗寿命可介由基凭本段S-闷N肚曲线得屡出箱那岸吧可即估计史的构件柏寿命黑为胞N=1母.09晋10娃5创次循环慎。锁7与．等寿境命疲劳武曲线图雁等寿命筒疲劳曲蝴线：苹在衫S蠢a名S把m算平面上马将等