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文档简介

1、第三章 机械设计中零件的载荷、应力,机械零件的设计准则,一、强度准则,机器正常工作时所受的实际载荷 (一般难以确定),1、载荷和应力,名义载荷：,工作载荷：,按原动机功率求得,(理想状态),计算载荷：,载荷系数 (考虑各种附加载荷),静载荷 变载荷,不随时间改变或变化缓慢,随时间作周期性或非周期性变化,（1）载荷,（2）应力,静应力 变应力,不随时间改变或变化缓慢,随时间作周期性或非周期性变化,变应力,稳定变应力周期性循环变应力,非稳定变应力非周期性循环变应力,脉动循环变应力,非对称循环变应力,对称循环变应力,图3-1,（3）几个应力参数,循环特征(应力比)：,表示应力变化的情况,对称循环,脉

2、动循环,非对称循环,静应力,用r 表示循环特征为 r 的变应力。如 -1、0等,r = -1,r = 0,r 0 且 |r| 1,r = +1,平均应力：,应力幅：,对称循环:,脉动循环:,（3）几个应力参数,1、载荷和应力,注意：,变载荷 变应力,静载荷 静应力？,或变应力, a,m= 0; a=max,m=a=max / 2,2、静应力作用下的强度问题,主要失效形式：断裂或塑性变形,强度条件： 或 ,塑性材料：,许用应力：,lim 、lim 极限正应力 s 安全系数,lim = s ；lim = s,脆性材料：,lim = b ；lim = b,s、s 材料屈服极限 b、b 材料强度极限,

3、3、变应力作用下的强度问题,变应力下零件的损坏形式是疲劳断裂。疲劳断裂具有以下特征：,（1） 疲劳断裂的最大应力远比静应力下材料的强度极限低，甚至比屈服极限低；,（2） 不管脆性材料或塑性材料，其最终的断口均表现为无明显塑性变形的脆性断裂；,（3） 疲劳断裂是损伤的积累,3、变应力作用下的强度问题,N 应力循环次数,rN 疲劳极限（对应于N）,N0 循环基数,r 持久极限,由此得：,变应力时，取 lim = r（无限寿命） 或 lim = rN（有限寿命）,m为随应力状态而不同的幂指数,强度条件： ,lim = ？,疲劳破坏与零件的变应力循环次数有关,二、刚度准则,零件在载荷作用下产生的弹性变形量y，小于或等于机器工作性能所允许的极限值y（许用变形量），就叫做满足了刚度要求，或符合刚度计算准则。其表达式为 yy y可以是挠度、偏转角或扭转角 弹性变形量y可按各种变形量的理论或实验方法来确定，而许用变形量y则应随不同的使用场合，根据理论或经验来确定其合理的数值。,三、寿命准则,四、 振动稳定性准则,五、 可靠性准则,：通常与零件的疲劳、磨损、腐蚀相关。,：高速运转机械的设计应重视该准则。,：确保零件在规定的

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