内蒙古科技大学：《材料力学》课程PPT教学课件（材料、成型、矿物）第14章 交变应力

材料力学第十四章 交变应力

第十四章交变应力概述$14-1$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

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

交变应力$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福41低压油高茶油1一Y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

交变应力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

交变应力三、疲劳破坏的特点：1. 0 1作<<0 /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）

交变应力$14-2交变应力的几个名词术语一、循环特征：Omin(lo mn o mx )oOmaxO maxOmax福(lo max o min )OminOm平均应力：Ca+oOminmaxmin0m2三、应力幅：OOminmaxoa2

§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 

交变应力四、几种特殊的交变应力：1.对称循环：O min =-OO maxOmaxOa=OmaxOmgm=0Omin

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 

交变应力2.脉动循环：OOmn._0OmaxOmx0a=0mOmOmaxOmin2O3.静循环：OmOmaxOminOmin=]O max9.-0五、稳定交变应力：循环特征及周期不变G m=O max

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

交变应力例1发动机连杆大头螺钉工作时最大拉力Pmax-58.3kN，最小拉力Pmm-55.8kN，螺纹内径为d-11.5mm，试求 oa、om和 r。R4x58300解：0m-561MPa元×0.01152APmn4x55800537.2MPaOmin元×0.01152A561-537-0 minOmax-12MPaOa22537561+537OminO max+0 min-0.957-549MPaOm56122O 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：

交变应力$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。，表示。二、αN曲线（应力一寿命曲线）：o一名义持久限。01N。循环基数。o一材料持久限。a.N(次数)NANo

§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