第二章机械零件的疲劳强度设计 2-1概述 2-2疲劳曲线和极限应力图 2-3影响零件疲劳强度的主要因素 2-4受恒幅循环应力时零件的疲劳强度 2-5受变幅循环应力时零件的疲劳强度

第二章机械零件的疲劳强度设计 2-1概述 2-2疲劳曲线和极限应力图 2-3影响零件疲劳强度的主要因素 2-4受恒幅循环应力时零件的疲劳强度 2-5受变幅循环应力时零件的疲劳强度

同济大学《机械设计》电子教材：疲劳曲线

同济大学《机械设计》电子教材：一、疲劳曲线和极限应力线图

采用升降法对CSP工艺生产的2mm厚Ti微合金化高强钢的疲劳性能进行研究.结果发现：高强钢的抗拉强度为830 MPa；疲劳强度为685 MPa，约为抗拉强度的0.83倍；伸长率为18.8%.绘制了高强钢的S-N曲线，并拟合出疲劳寿命与最大应力的关系.通过扫描电镜对疲劳断裂机理进行了分析.宏观疲劳断口可见明显的裂纹源区、扩展区和瞬断区形貌.疲劳裂纹起始于带钢表面微裂纹；疲劳扩展区存在微观疲劳辉纹、二次裂纹和宏观疲劳贝纹线；瞬断区出现撕裂棱，兼有韧窝存在

对碳钢表面分别进行硅烷和磷化处理,然后用环氧树脂胶粘剂粘接.研究了不同表面处理的胶接接头力学性能,分析了金属表面处理方法对胶粘剂/金属界面疲劳性能的影响.在胶接接头施加疲劳载荷,测量了胶接接头疲劳前后的强度-位移曲线.对比疲劳前后界面剪切强度的变化,采用断裂力学理论分析了界面裂纹扩展过程.结果表明:表面经硅烷处理后,界面粘接强度最大,耐疲劳性能最好.胶接接头的失效通常在界面发生,能量可以通过裂尖扩展释放,也可以通过粘接层的塑性变形释放

为获得安全可靠的疲劳极限,提出了处理升降法试验数据置信限-可靠度-应力(C-R-S)曲线方法.把升降法的应力水平和可靠度作为随机变量,进行了最优分布检验和参数估计,确定置信限,按三参数Weibull分布、采用最小二乘法拟合C-R-S曲线,获得具有一定置信限和可靠度的疲劳极限.通过38SiMnMo调质齿轮弯曲疲劳强度升降法试验,获得置信限为95%、可靠度为99%的弯曲疲劳极限应力为283.76MPa,位于GB3480极限应力框图内,表明该方法是可行的

采用应变控制对超超临界汽轮机转子钢X12CrMoWVNbN10-1-1进行室温低周疲劳试验,并对试验结果进行了讨论.拟合了循环应力-应变曲线和应变-寿命曲线,得到该材料的室温低周疲劳特性参数,包括Ramberg-Osgood参数和Manson-Coffin参数,推测出该材料的转变寿命.对低周疲劳试验开始和结束两个阶段的拉压应力峰值、拉压卸载弹性模量以及迟滞回线面积进行了对比分析,并对不同应变幅控制的低周疲劳对应的应力变化进行了讨论

§13-1 交变应力及疲劳破坏 §13-2 交变应力的循环特性应力幅度和平均应力 §13-3 材料的持久极限 §13-4 影响构件持久极限的因素 §13-5 对称循环下构件的疲劳强度计算 §13-6 持久极限曲线及其简化折线 §13-7 不对称循环下构件的疲劳强度计算 §13-8 弯曲和扭转组合交变应力下构件的疲劳强度计算 §13-9 提高构件疲劳强度的措施

疲劳裂纹的萌生与扩展容易导致压力容器及管道的严重疲劳失效.因此就设备的安全可靠性而言,非常有必要对疲劳裂纹扩展过程进行监测,并对疲劳损伤程度进行评估.本文针对316LN不锈钢材料进行疲劳实验研究,利用直流电位法测量实验中的裂纹长度,得到了材料的疲劳裂纹扩展曲线.利用声发射技术对疲劳裂纹扩展过程进行监测,通过声发射多参数分析对疲劳损伤状态进行评价,同时建立了声发射参数与线弹性断裂力学参数之间的关系,并进行寿命预测.研究表明:声发射能够对316LN不锈钢的疲劳裂纹损伤进行有效评估,声发射累积参数如累积计数、累积能量和累积幅值曲线上的转折点标志着疲劳裂纹进入快速扩展阶段,这可以为工程人员提供失效预警;声发射波形和频谱分析表明,噪声信号的幅值较小且信号持续时间较长,信号包含的频率成分比较复杂,而裂纹扩展信号是突发型信号,衰减较快,信号频率主要集中在80~170 kHz范围内;声发射计数率、能量率和幅值率与应力强度因子幅度以及疲劳裂纹扩展速率之间呈线性关系,裂纹长度预测结果与实测值接近.本研究工作对于工程结构的疲劳失效预警和剩余寿命预测具有重要意义