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材料力学第十四章疲劳一概述二

S-N曲线与疲劳强度三影响构件持久极限的因素四持久极限线图五对称循环构件的疲劳强度校核七提高构件疲劳强度的措施六非对称循环构件的疲劳强度校核第一节概述一、交变应力某些机械零件在工作时，其应力往往随时间做周期性的变化，这种应力称为交变应力。载荷的周期性变化或构件的某些周期性运动，都会引起交变应力。图14-1二、疲劳金属构件经过交变应力一段时间的作用后发生断裂的现象，称为疲劳。疲劳破坏具有很大的危害性。疲劳破坏与静应力引起的破坏有明显的不同。不同材料、不同构件发生疲劳破坏时的最大应力各不相同，经历过的应力循环次数也不相同，疲劳破坏与多种因素有关，这使得考虑疲劳的强度设计变得更加复杂。疲劳破坏还有一个不同于静力破坏的明显标志是其断口特征。疲劳断口一般可分成三个区（见图14-4）：疲劳源区、裂纹扩展区（光滑区）和瞬时断裂区（粗糙区）。根据断口的这些特征，可以判断断裂是否为疲劳断裂。图14-4第二节S-N曲线与疲劳强度疲劳试验的方法和设备有很多种，最常见的试验是对称循环纯弯曲疲劳试验。试验是在疲劳试验机上进行的，被试材料要制成光滑小试件，图14-5是试验装置示意图，试样不停地绕轴线转动。图14-51—电动机；2—联轴器；3—轴承；4—试件；5—计数器；6—杠杆；7—砝码组图14-8图14-9第三节影响构件持久极限的因素一、构件外形图14-10（b）（a）图14-11（b）（a）二、构件尺寸三、构件表面质量第四节持久极限线图图14-15图14-161—Gerber抛物线；2—Goodman直线；3—Soderberg直线；4—简化折线图14-171—Goodman直线；2—Gerber抛物线第五节对称循环构件的疲劳强度校核第六节非对称循环构件的疲劳强度校核一、非对称循环下的弯曲疲劳强度条件

图14-18

图14-19非对称循环构件的持久极限，可以仿照对称循环的方法通过试验确定。对同一材料先进行光滑小试样试验，测出循环特征为各种不同数值时的持久极限，可得到持久极限曲线，如图14-18所示。二、不屈服失效的静强度校核第七节提高构件疲劳强度的措施疲劳裂纹多形成于应力集中部位和构件表面等高应力部位，因此应从这些方面考虑如何提高构件的疲劳强度。构件表面加工应有较低的粗糙度，并应注意避免各种机械损伤（如划痕、打印）或其他损伤（如锈蚀）。对于高强度钢这类对应力集中比较敏感的材料，更需要保持较高的表面质量。对构件表层进行强化处理，如高频感应淬火、渗氮、渗碳、滚压、喷丸等，可减少形成

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