6机械强度设计XXXX_1

第三章 机械零件的强度§3T 材料的疲劳特性、交变应力的描述静应力，变应力 max ——最大应力;平均应力；maxr ——应力比（循环特性）【注意】1） 已知任意两个参数，可确定其他三个参数。

一般已max ,r；2） max , min 指代数值；a 为绝对值；3） -1 r + 1 ； a =0, r =+1 ,为静应力minmax min2r = -1对称循环应力疲劳曲线（-N 曲线）1.材料的疲劳极限：r N在一定应力比为 r 的循环变应力作用下，应力循环 N次后，材料不发生疲劳破坏时，所能承受的最大应力 max。

2.疲劳寿命：N材料疲劳失效前所经历的应力循环次数。

有关。

疲劳强度计算中，就是以疲劳极限作为 lim即lim = rN 。

通过试验可得，疲劳极限 rN 与循环次数N 之间关系的曲线，如上图所示6(6A B\/T、1r 不同或N 不同时，疲劳极限rN 不同。

即rN 与r 、N—N 疲劳曲线AB段曲线：N 103，计算零件强度时按静强度计算。

（rN s）BC段曲线：103N 104,零件的破坏为塑性破坏属于低周疲劳破坏。

特点：应力高，寿命低。

CD段曲线：r N随N的增大而降低。

但是当N超过某一次数时（图中N D），曲线趋于水平。

即r N不再减小。

N D与材料有关，有的相差很大，因此规定一个常数。

当N N D时，rN= r = r （简记）疲劳曲线以N o为界分为两个区:1）有限寿命区把曲线CD段上的疲劳极限r称为有限疲劳极限（条件〜）。

当材料受到的工作应力超过r时，在疲劳破坏之前，只能经受有限次的应力循环。

即寿命是有限的。

【说明】不同应力比『时的疲劳曲线具有相似的形状。

但rf. rN2）无限寿命区当N N o 时，曲线为水平直线，对应的疲劳极限是一个 定值，一一称为持久疲劳极限，用rNo表示（简写为r ）在工程设计中，一般认为：当材料受到的应力不超过 r 时, 则可以经受无限次的循环应力而不疲劳破坏一一 即寿命是 无限的。

第三章 机器零件的强度§ 3 – 1 质料的疲劳特性一、交变应力的描述静应力，变应力max ─最大应力； min ─最小应力 m ─平均应力； a ─应力幅值2minmax σσσ+=m 2minmax σσσ-=amaxminσσ=r r─应力比（循环特性）【注意】1）已知任意两个参数，可确定其他三个参数。

一般已知 max ，r ；2） max ， min 指代数值； a 为绝对值； 3）-1≤ r ≤ +1； a =0，r =+1，为静应力r = -1 对称循环应力 r =0 脉动循环应力 r =1 静应力二、疲劳曲线（σ-N曲线）1.质料的疲劳极限：σr N在一定应力比为г的循环变应力作用下，应力循环N 次后，质料不产生疲劳破坏时，所能蒙受的最大应力σmax。

2.疲劳寿命：N质料疲劳失效前所经历的应力循环次数。

σ－N疲劳曲线г差别或N差别时，疲劳极限σrN差别。

即σrN与r、N 有关。

疲劳强度盘算中，就是以疲劳极限作为σlim。

即σlim =σrN。

通过试验可得，疲劳极限σrN与循环次数N之间干系的曲线，如上图所示。

AB段曲线：N<103，盘算零件强度时按静强度盘算。

（σrN≈σs）BC段曲线：103<N<104,零件的破坏为塑性破坏属于低周疲劳破坏。

特点：应力高，寿命低。

CD段曲线：σr N随N的增大而低落。

但是当N凌驾某一次数时（图中N D），曲线趋于水平。

即σr N不再减小。

N D与质料有关，有的相差很大，因此划定一个常数。

N0−循环基数当N>N D 时，σrN=σr∞=σr（简记）疲劳曲线以N0为界分为两个区：1）有限寿命区把曲线CD段上的疲劳极限σr称为有限疲劳极限（条件～）。

当质料受到的事情应力凌驾σr时，在疲劳破坏之前，只能经受有限次的应力循环。

即寿命是有限的。

【说明】差别应力比г时的疲劳曲线具有相似的形状。

但г↑，σrN↑。

2）无限寿命区当N >N 0时，曲线为水平直线，对应的疲劳极限是一个定值，——称为长期疲劳极限，用0rN σ体现 （简写为σr ）。

机械设计中的材料选择和强度计算在机械设计领域中，材料选择和强度计算是至关重要的一部分。

合理选择材料，进行准确的强度计算，可以确保设计的机械零件具有足够的强度和稳定性，以满足使用要求并延长机械设备的寿命。

一、材料选择机械设计中的材料选择是指根据机械零件的特性和使用环境，选择最适合的材料。

在选择材料时，需要考虑以下几个因素：1. 强度要求：根据设计零件所承受的载荷和工作条件，确定所需的强度指标。

常见的强度指标包括抗拉强度、屈服强度、硬度等。

2. 热处理性能：有些机械零件需要进行热处理，以改变其组织结构和性能。

在材料选择时，需要考虑材料的热处理性能，确保热处理后能够得到期望的性能。

3. 耐蚀性：根据机械零件所处的工作环境，选择具有良好耐蚀性的材料。

例如，在潮湿的环境中使用的零件需要选择耐腐蚀材料，以防止腐蚀损坏。

4. 可加工性：考虑到机械零件的制造过程，选择易加工的材料可以降低制造成本并提高零件的精度和表面质量。

在机械设计中，常见的材料包括金属材料（如钢、铝、铜等）、塑料材料（如聚乙烯、聚丙烯等）以及复合材料（如碳纤维增强复合材料等）。

根据不同的零件要求，选择不同的材料进行设计和制造。

二、强度计算强度计算是机械设计中必不可少的一环。

通过强度计算，可以确定机械零件在工作负荷下是否能够满足强度要求，以及确定零件的结构是否稳定。

强度计算的步骤如下：1. 确定载荷：根据机械零件所处的工作环境以及受力情况，确定零件所承受的载荷类型和大小。

2. 计算应力：根据载荷和零件的几何形状，计算零件在工作载荷下的应力分布。

常见的计算方法包括静力学分析、有限元分析等。

3. 比较强度：将计算得到的零件应力与所选材料的强度指标进行比较，判断零件的强度是否满足要求。

4. 考虑安全系数：根据设计的可靠性要求和风险情况，引入适当的安全系数。

安全系数可以根据设计经验、行业标准等确定。

强度计算需要精确的数据和合理的假设，对于复杂的机械零件，可能需要借助计算机模拟等工具进行分析。