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零件载荷与应力

作者:  信息来源:无忧机械  2006-9-21

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1、载荷 机械工作时所受的力或力矩统称为载荷。载荷的大小或方向不随时间变化或变化极缓慢时,称为静载荷。载荷大小或方向不断随时间变化时,称为变载荷。 2、应力 载荷作用在零件上将产生应力。...
1、载荷     机械工作时所受的力或力矩统称为载荷。载荷的大小或方向不随时间变化或变化极缓慢时,称为静载荷;载荷大小或方向不断随时间变化时,称为变载荷。     2、应力   载荷作用在零件上将产生应力。不随时间而变或随时间缓慢变化的应力称为静应力;不断地随时间而变的应力称为变应力。静载荷和变载荷均可能产生变应力。     3、变应力的种类

            图中: T为应力变化周期                    为应力幅                    为平均应力                    绝对值最大应力                    为绝对值最小应力

      1)稳定循环变应力:应力变化周期、应力幅和平均应力均不随时间而变者;       2)不稳定循环变应力:应力变化周期、应力幅或平均应力之一随时间而变者;       3)随机变应力:应力变化不呈周期性而带偶然性者。     4、稳定循环变应力的种类

1)非对称循环变应力        2)脉动循环变应力        3)对称循环变应力

  在稳定循环变应力中:

          
          =(+)/2
          =()/2

    对称循环变应力:=0,=||=||

    脉动循环变应力:=0,=||,=2=2     静应力:=0,     5、稳定循环变应力的应力比(应力循环特征)     三种稳定循环变应力可用应力比(应力循环特征)r来表征:

 

    对称循环变应力:r=-1;脉动循环变应力:r=0;静应力:r=+1。     例:设有一零件受变应力作用,已知变应力的平均应力=189Mpa,应力幅为=129Mpa,试求该变应力的循环特征r。

  解:最大应力为: =189+129=318 Mpa,
    最小应力为: =189-129=60 MPa,
    循环特征为:=60/318=0.1887

    6、材料的极限应力     1)静应力作用下的极限应力     主要与材料的性能有关。对于塑性材料:主要失效形式是塑性变形,取其屈服极限(σs、τs)作为极限应力,即;     对于脆性材料:主要失效形式是脆性破坏,取其强度极限(σb、τb)作为极限应力,即。     静应力作用下的机械零件强度条件式常采用:

    或 

    即危险剖面处的计算应力σca、τca不超过许用应力[s]、[τ]。     2)变应力作用下的极限应力     也称材料疲劳极限,除了与材料的性能有关外,还与应力的循环特征r、应力循环次数N有关。疲劳极限用σrN表示,r不同,σrN不同;N不同,σrN也不同(如下图)。

                               变应力作用下的机械零件强度条件式常采用:

≥[S]   或  

即危险剖面处的计算安全系数Sσ、Sτ不小于许用安全系数[S]。

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