(63)--13.4疲劳强度概述揭示材料力学的奥秘.ppt

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1、疲劳强度概述目目 录录与交变应力有关与交变应力有关的名词和术语的名词和术语1疲劳失效的特征疲劳失效的特征2在工程中，有些构件内的应力随时间作周期性交替变化。啮合时，作用于轮齿上的力F由零迅速增加到最大值，然后又减小为零。引起齿根部的弯曲正应力也发生同样急剧的变化。1、与交变应力有关的名词和术语 火车轮轴受到来自车厢和车架的压力F 当轮轴以角速度 转动时，点A的弯曲正应力为 其应力-时间历程曲线如图b所示。设某交变应力时间历程曲线如图所示(1)应力循环 应力每重复变化一次的过程，称为一个应力循环。(2)周期周期 完成一个应力循环所需的时间称为一个周期，用T表示。(3)循环次数 重复变化的次数称为

2、循环次数。(3)循环特征 (2)应力幅 (1)平均应力(1)对称循环(2)脉动循环(3)静载荷 五个量来表示三种典型的交变应力情况。非对称循环 时的交变应力统称为非对称循环。非对称循环交变应力可以看作是一个相当于平均应力 的静应力和应力幅为 的对称循环交变应力相叠加而成的。疲劳破坏与强度失效的区别主要表现在：(1)破坏时，构件内的最大工作应力远远低于材料在静载作用下的屈服极限，更远远低于材料的强度极限；(2)疲劳破坏需经历多次应力循环后才出现，即破坏是一个损伤积累的过程；2、疲劳破坏特征(3)无论何种材料制成的构件，在发生疲劳破坏时，一般无明显的塑性变形，均表现为脆性断裂；(4)疲劳破坏的断口表面有两个明显的区域：光滑区域和粗糙区域，如图示。拉压、弯曲以及扭转这三类交变应力作用下，构件典型的疲劳断口形状。近代的实验研究结果表明：(1)疲劳破坏实质上是金属材料在交变应力的反复作用下，由于内部微小的缺陷或应力集中而产生塑性变形，萌生裂纹。(3)疲劳破坏是由疲劳裂纹源的形成、裂纹的扩展和最后的脆断三个阶段所组成的破坏过程。(2)随着外力反复作用次数的增加，微小的裂纹逐渐扩展，最后导致材料的开裂或破坏。谢谢 谢谢 观观 看看