刚度条件为 实际变形量≤[许用变形量] 式中:实际变形量可用相关理论计算或由实验方法确定。许用变形量是保证正常工 作所允许的变形量 注意:1)零件材料的弹性模量E越大,则其刚度越大。 2)用合金钢的代替碳钢虽能提高零件的强度,但不能提高零件的刚度。 五、振动稳定性准则 机械零件周期性产生弹性变形的现象称为振动。当作用在零件上的周期性外力 的变化频率接近或等于零件自身的自激振动频率时,便发生共振,导致零件失效 这种现象称之为“失去振动稳定性”。 振动稳定性准则:应使受激振作用零件的自激振动频率远离外力变化的频率 即 fF<0.85f或f>1.15f 式中:广一零件的自激振动频率 fF--外力变化的频率 六、摩擦学(耐磨性计算)准则 在滑动摩擦条件下工作的机械零件,常因为过度磨损而失效。影响磨损的因素很多 而且比较复杂,因此,到目前为止对于磨损失效还没有一个完善的计算方法。通常 只进行条件性计算,通过限制影响磨损的主要条件防止产生过大的磨损量。 为防止产生过大的磨损应满以下条件 压强不超过许用值 速度不超过许用值 U≤[U] 压强与速度乘积不超过许用值pu≤[pU]
6 刚度条件为： 实际变形量≤［许用变形量］ 式中：实际变形量可用相关理论计算或由实验方法确定。许用变形量是保证正常工 作所允许的变形量。 注意：1）零件材料的弹性模量 E 越大，则其刚度越大。 2）用合金钢的代替碳钢虽能提高零件的强度，但不能提高零件的刚度。 五、振动稳定性准则 机械零件周期性产生弹性变形的现象称为振动。当作用在零件上的周期性外力 的变化频率接近或等于零件自身的自激振动频率时，便发生共振，导致零件失效。 这种现象称之为“失去振动稳定性”。 振动稳定性准则：应使受激振作用零件的自激振动频率远离外力变化的频率。 即 F f ＜0.85f 或 F f ＞1.15 f 式中：f――零件的自激振动频率 F f ――外力变化的频率. 六、摩擦学（耐磨性计算）准则 在滑动摩擦条件下工作的机械零件，常因为过度磨损而失效。影响磨损的因素很多 而且比较复杂，因此，到目前为止对于磨损失效还没有一个完善的计算方法。通常 只进行条件性计算，通过限制影响磨损的主要条件防止产生过大的磨损量。 为防止产生过大的磨损应满以下条件： 压强不超过许用值 p≤［p］ 速度不超过许用值 υ ≤［ υ ］ 压强与速度乘积不超过许用值 p υ ≤［p υ ］
第二章机械零件的疲劳强度设计 第一节概述 、定义 、疲劳破坏:很多机械零件受变应力作用。即使变应力的=<O6。而 变应力的每次循环也仍然会对零件造成轻微的损伤。随应力循环次 数的增加,当损伤累积到一定程度时,在零件的表面或内部将出现 (萌生)裂纹。之后,裂纹又逐渐扩展直到发生完全断裂 这种缓慢形成的破坏称为“疲劳破坏”。一—是变应力作用下零 件的主要失效形式 、疲劳破坏的特点 a)疲劳断裂时:受到的O=低于O,甚至低于O,° b)不论是脆性材料,还是塑性材料,断口通常没有显著的塑性变形 表现为:脆性断裂 突然性,更危险 c)疲劳破坏是一个损伤累积的过程,有发展的过程,需要时间。—一寿 命的计算 d)疲劳断口分为两个区:疲劳区和脆性断裂区 二、变应力的类型 变应力可用应力比y=m、最大应力G、最小应力σ、平均应力 On和应力幅O。这五个参数中的任意两个表示 7
7 第二章 机械零件的疲劳强度设计 第一节 概述 一、定义 1、疲劳破坏：很多机械零件受变应力作用。即使变应力的 max b 。而 变应力的每次循环也仍然会对零件造成轻微的损伤。随应力循环次 数的增加，当损伤累积到一定程度时，在零件的表面或内部将出现 （萌生）裂纹。之后，裂纹又逐渐扩展直到发生完全断裂。 —— 这种缓慢形成的破坏称为 “疲劳破坏”。 ——是变应力作用下零 件的主要失效形式。 2、疲劳破坏的特点 a) 疲劳断裂时：受到的 max 低于 b ，甚至低于 s 。 b) 不论是脆性材料，还是塑性材料，断口通常没有显著的塑性变形。 — — 表现为：脆性断裂。—— 突然性，更危险。 c) 疲劳破坏是一个损伤累积的过程，有发展的过程，需要时间。——寿 命的计算。 d) 疲劳断口分为两个区：疲劳区和脆性断裂区。 二、变应力的类型 变应力可用应力比 min max = 、最大应力 max 、最小应力 min 、平均应力 m 和应力幅 a 这五个参数中的任意两个表示
脆断区 表面粗糙不平 在最后断裂 时形成的 疲劳源 疲劳区表面光滑,在显微镜下,可见到 疲劳纹。裂纹扩展中形成的 ☆各参数不随时间变化的变应力称为稳定变应力 参数随时间变化的变应力称为非稳定变应力 参数按一定规律周期性变化的称为规律性非稳定变应力。 随机变化的称为随机变应力。 0a大小不变
8 ☆ 各参数不随时间变化的变应力称为稳定变应力。 参数随时间变化的变应力称为非稳定变应力。 参数按一定规律周期性变化的称为规律性非稳定变应力。 随机变化的称为随机变应力
变应力的类型不同,所采用的疲劳计算方法不尽相同,本章介绍工程中常用的 疲劳计算方法。 第二节疲劳曲线和极限应力图 几个概念: 1.材料的疲劳极限:O 在应力比为r的循环变应力作用下,应 力循环N次后,材料不发生疲劳破坏时,所能承受的最大应力Om(是 最高变应力中的Om),变应力的大小可用其最大应力=比较。 2.疲劳寿命:—材料疲劳失效前所经历的应力循环次数。r不同或N
9 变应力的类型不同，所采用的疲劳计算方法不尽相同，本章介绍工程中常用的 疲劳计算方法。 第二节 疲劳曲线和极限应力图 几个概念： 1. 材料的疲劳极限： rN —— 在应力比为г的循环变应力作用下，应 力循环 N 次后，材料不发生疲劳破坏时，所能承受的最大应力 max 。（是 最高变应力中的 max ），变应力的大小可用其最大应力 max 比较。 2. 疲劳寿命： —— 材料疲劳失效前所经历的应力循环次数。г不同或 N
不同时,疲劳极限O不同。即O,与r、N有关。疲劳强度计算中, 就是以疲劳极限作为Om。Om=O2N 、疲劳曲线(σ-N曲线) 即应力比r一定时,表示疲劳极限,与循环次数N之间关系的曲线 典型的疲劳曲线如下图示: rN 有限寿命区 无限寿命区 N (线性坐标)(由试验得到的)
10 不同时，疲劳极限 N 不同。即 N 与г、N 有关。疲劳强度计算中， 就是以疲劳极限作为 lim 。 lim = N 一、疲劳曲线（ -N 曲线） 即应力比г一定时，表示疲劳极限 N 与循环次数 N 之间关系的曲线。 典型的疲劳曲线如下图示：