《材料力学》第十四章 交变应力

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第十四章交变应力 □§14-1概述 □§142交变应力的几个名词术语 §143材料持久限及其测定 §144构件持久限及其计算 §145对称循环下构件的疲劳强度计算 §146非常温静载下材料力学性能简介

第十四章 交变应力 §14–1 概述 §14–2 交变应力的几个名词术语 §14–3 材料持久限及其测定 §14–4 构件持久限及其计算 §14–5 对称循环下构件的疲劳强度计算 §14–6 非常温静载下材料力学性能简介

交实应 §141概述 、交变应力:构件内一点处的应力随时间作周期性变化,这 种应力称为交变应力。 高藤油 低瓜油 折铁丝

§14–１ 概 述 一、交变应力：构件内一点处的应力随时间作周期性变化，这 种应力称为交变应力。 折铁丝 PP PP

交实应 二、疲劳破坏的发展过程: 材料在交变应力下的破坏,习惯上称为疲劳破坏。 1.亚结构和显微结构发生变化,从而永久损伤形核。 2.产生微观裂纹。 3.微观裂纹长大并合并, 形成“主导”裂纹。 4.宏观主导裂纹稳定扩展。 5.结构失稳或完全断裂

二、疲劳破坏的发展过程: 1.亚结构和显微结构发生变化，从而永久损伤形核。 2.产生微观裂纹。 3.微观裂纹长大并合并， 形成“主导”裂纹。 4.宏观主导裂纹稳定扩展。 5.结构失稳或完全断裂。 材料在交变应力下的破坏，习惯上称为疲劳破坏

交实应 三、疲劳破坏的特点: 1.O工作 Jx 2.断裂发生要经过一定的循环次数 3.破坏均呈脆断 4.“断口”分区明显。 (光滑区和粗糙区)

三、疲劳破坏的特点:  工作 jx 1. 2.断裂发生要经过一定的循环次数 3.破坏均呈脆断 4.“断口”分区明显。 （光滑区和粗糙区）

交实应力 §142交变应力的几个名词术语 循环特征: min min max max max max max min n 平均应力: R+ min p-----F- t 0=max mIn 2 三、应力幅: max O min 2

§14–2 交变应力的几个名词术语 一、循环特征：          = ;( ) ;( ) max min min max min max max min         r 三、应力幅： 2  max  min  − a = 二、平均应力： 2  max  min  + m = m min max a T t 

交实应 四、几种特殊的交变应力 1.对称循环: min max max 0 =0 max O=0 mIn T

m t 四、几种特殊的交变应力： 1.对称循环： 1 max min = =−   r  a = max  m =0 min max a T 

交实应 2.脉动循环 omax r=-mIn=0 max max min 2 3.静循环: max min m=1 0=0 五、稳定交变应力:循环特征及周期不变

t  2.脉动循环： 0 max min = =   r 2  max   = a = m 3.静循环： 1 max min = =   r  a =0  m = max 五、稳定交变应力：循环特征及周期不变。 min max a t  m m min max

交实应 例1发动机连杆大头螺钉工作时最大拉力Pmx=583kN,最小拉 力Pm=558kN,螺纹内径为d=115mm,试求σn、an和r 解: P4×58300 max A TXO.OUIS-56IMPa P4×55800 537.2MPa mA×0,01152 o min 561-53112MPa 2 2 +…561+537 537 max min = 549MPa =0.957 2 2 561 max

561MPa 0.0115 4 58300 2 max max =   = =   A P 537.2MPa 0.0115 4 55800 2 min min =   = =   A P 12MPa 2 561 537 2 max min = − = − =    a 549MPa 2 561 537 2 max min = + = + =    m 0.957 561 537 max min = = =   r 例1 发动机连杆大头螺钉工作时最大拉力Pmax =58.3kN，最小拉 力Pmin =55.8kN ，螺纹内径为 d=11.5mm，试求 a 、m 和 r。 解：

交实应 §143材料持久限及其测定 一、材料持久限(疲劳极限): 循环应力只要不超过某个“最大限度”,构件就可以经历无 数次循环而不发生疲劳破坏,这个限度值称为“疲劳极限”, 用a,表示 二、σ-N曲线(应力一寿命曲线): σ名义持久限。 N—循环基数。 ----5 N(次数)9材料持久限。 N N 0

§14–3 材料持久限及其测定 一、材料持久限(疲劳极限)： 循环应力只要不超过某个“最大限度”,构件就可以经历无 数次循环而不发生疲劳破坏，这个限度值称为“疲劳极限”， 用r 表示。 二、  —N 曲线（应力—寿命曲线）： N0—循环基数。 r—材料持久限。 A—名义持久限。 N(次数)  NA A r N0