河南理工大学材料力学第十一章 交变应力.
51页1、Mechanics of Materials Chapter 11 Alternating Stress (Alternating Stress) 第十一章第十一章 交变应力交变应力 (Alternating stressAlternating stress) 111111 交变应力与疲劳失效交变应力与疲劳失效( (Alternating Alternating stress and fatigue failure)stress and fatigue failure) 113 113 持久极限持久极限(Endurance limit)(Endurance limit) 112 112 交变应力的循环特征、应力幅和平均交变应力的循环特征、应力幅和平均 应力应力(The cycle (The cycle symbol,stresssymbol,stress amplitude amplitude and mean stress for alternating stressand mean stress for alternating stress) 114 114 影响持久极限的因素影响
2、持久极限的因素 (The effective factors of endurance limit )(The effective factors of endurance limit ) (Alternating Stress) 115115 对称循环下构件的疲劳强度计算对称循环下构件的疲劳强度计算 (Calculation of the fatigue strength of the member under symmetric cycles) 116116 持久极限曲线持久极限曲线 (Enduring limit curve)(Enduring limit curve) 117 117 不对称循环下构件的疲劳强度计算不对称循环下构件的疲劳强度计算 (Calculation of the fatigue strength of the member under unsymmetric cycles) 118 118 弯扭组合交变应力的强度计算弯扭组合交变应力的强度计算 (Calculation of the strength of (Calculation of the stren
3、gth of compositcomposit deformations) deformations) (Alternating Stress) 111111 交变应力与疲劳失效交变应力与疲劳失效 一、交变应力一、交变应力 构件内一点处的应力随时间作周期性变化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这种应力称为交变应力. . A P t (Alternating Stress) 二、产生的原因二、产生的原因 例题例题1 1 一简支梁在梁中间部分固接一电动机一简支梁在梁中间部分固接一电动机, ,由于电动机的由于电动机的 重力作用产生静弯曲变形重力作用产生静弯曲变形, ,当电动机工作时当电动机工作时, ,由于转子的偏心而由于转子的偏心而 引起离心惯性力引起离心惯性力. .由于离心惯性力的垂直分量随时间作由于离心惯性力的垂直分量随时间作 周期性的变化周期性的变化, ,梁产生交变应力梁产生交变应力. . 1 1、载荷做周期性变化、载荷做周期性变化 2 2、载荷不变、载荷不变, ,构件点的位置随时间做周期性的变化构件点的位置随时间做周期性的变化 (Alternating S
4、tress) 静平衡位置 t t st max min (Alternating Stress) 例题例题2 2 火车轮轴上的力来自车箱火车轮轴上的力来自车箱. .大小大小, ,方向基本不变方向基本不变. . 即弯矩基本不变即弯矩基本不变. . PP 横截面上横截面上 A A点到中性轴的距点到中性轴的距 离却是随时间离却是随时间 t t 变化的变化的. . 假设轴以匀角速度假设轴以匀角速度 转动转动. . t z A A A的弯曲正应力为的弯曲正应力为 是随时间是随时间 t t 按按正弦曲线变化的正弦曲线变化的 t 1 2 3 4 1O (Alternating Stress) 三、疲劳破坏三、疲劳破坏 材料在交变应力作用下的破坏习惯上称为材料在交变应力作用下的破坏习惯上称为疲劳破坏疲劳破坏 (1 1)交变应力的破坏应力值一般低于静载荷作用下的强度)交变应力的破坏应力值一般低于静载荷作用下的强度 极限值极限值, ,有时甚至低于材料的屈服极限有时甚至低于材料的屈服极限. . (2 2)无论是脆性还是塑性材料)无论是脆性还是塑性材料, ,交变应力作用下均表现为 交变应力作用下均表现为 脆性
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