疲劳强度概述ppt课件.pptx

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1、经营经营者提供商品或者服者提供商品或者服务务有欺有欺诈诈行行为为的，的，应应当按照消当按照消费费者的要求增加者的要求增加赔偿赔偿其受到的其受到的损损失，增加失，增加赔偿赔偿的金的金额为额为消消费费者者购买购买商品的价款或接受服商品的价款或接受服务务的的费费用用10-1 交变应力与疲劳失效交变应力与疲劳失效10-2 交变应力的循环特征交变应力的循环特征10-3 S-N曲线和材料的疲劳极限曲线和材料的疲劳极限10-4 影响疲劳极限的主要因素影响疲劳极限的主要因素10-5 构件的疲劳强度计算构件的疲劳强度计算10-6 Miner线性累积损伤理论线性累积损伤理论第十章第十章 疲劳强度概述疲劳强度概述经

2、营经营者提供商品或者服者提供商品或者服务务有欺有欺诈诈行行为为的，的，应应当按照消当按照消费费者的要求增加者的要求增加赔偿赔偿其受到的其受到的损损失，增加失，增加赔偿赔偿的金的金额为额为消消费费者者购买购买商品的价款或接受服商品的价款或接受服务务的的费费用用10-1 交变应力与疲劳失效交变应力与疲劳失效交变应力交变应力：构件内随时间作：构件内随时间作周期性变化的应力周期性变化的应力。折断一根铁丝的启示折断一根铁丝的启示疲劳疲劳与与疲劳破坏疲劳破坏：结构的构件在交变应力的作用下发生的破坏结构的构件在交变应力的作用下发生的破坏现象，称为疲劳破坏，简称疲劳现象，称为疲劳破坏，简称疲劳齿轮啮合时齿根齿

3、轮啮合时齿根A A点的弯曲正应力点的弯曲正应力 随时间作周期性变化。随时间作周期性变化。经营经营者提供商品或者服者提供商品或者服务务有欺有欺诈诈行行为为的，的，应应当按照消当按照消费费者的要求增加者的要求增加赔偿赔偿其受到的其受到的损损失，增加失，增加赔偿赔偿的金的金额为额为消消费费者者购买购买商品的价款或接受服商品的价款或接受服务务的的费费用用车轴每转一周，某点处的材料即经历一次由拉伸车轴每转一周，某点处的材料即经历一次由拉伸到压缩的应力循环。到压缩的应力循环。机车车轴机车车轴10-1 交变应力与疲劳失效交变应力与疲劳失效经营经营者提供商品或者服者提供商品或者服务务有欺有欺诈诈行行为为的，的

4、，应应当按照消当按照消费费者的要求增加者的要求增加赔偿赔偿其受到的其受到的损损失，增加失，增加赔偿赔偿的金的金额为额为消消费费者者购买购买商品的价款或接受服商品的价款或接受服务务的的费费用用 因疲劳破坏是在没有明显征兆的情况下突然发生因疲劳破坏是在没有明显征兆的情况下突然发生的，极易造成严重事故。据统计，机械零件，尤其是的，极易造成严重事故。据统计，机械零件，尤其是高速运转的构件的破坏，大部分属于疲劳破坏。高速运转的构件的破坏，大部分属于疲劳破坏。10-1 交变应力与疲劳失效交变应力与疲劳失效经营经营者提供商品或者服者提供商品或者服务务有欺有欺诈诈行行为为的，的，应应当按照消当按照消费费者的要

5、求增加者的要求增加赔偿赔偿其受到的其受到的损损失，增加失，增加赔偿赔偿的金的金额为额为消消费费者者购买购买商品的价款或接受服商品的价款或接受服务务的的费费用用构件在交变应力作用下失效时，具有如下特征：构件在交变应力作用下失效时，具有如下特征：1）破坏时的）破坏时的最大应力最大应力值往往低于材料在静载作用下的值往往低于材料在静载作用下的屈服应力屈服应力；2）构件在交变应力作用下发生破坏需要经历一定数量）构件在交变应力作用下发生破坏需要经历一定数量的的应力循环应力循环；3）构件在破坏前没有明显的塑性变形预兆，即使塑性）构件在破坏前没有明显的塑性变形预兆，即使塑性材料，也将呈现材料，也将呈现“突然突

6、然”的脆性断裂；（的脆性断裂；（危害性危害性）4）金属材料疲劳断裂断口上，有明显的光滑区域与颗）金属材料疲劳断裂断口上，有明显的光滑区域与颗粒区域。（粒区域。（判断依据判断依据）10-1 交变应力与疲劳失效交变应力与疲劳失效经营经营者提供商品或者服者提供商品或者服务务有欺有欺诈诈行行为为的，的，应应当按照消当按照消费费者的要求增加者的要求增加赔偿赔偿其受到的其受到的损损失，增加失，增加赔偿赔偿的金的金额为额为消消费费者者购买购买商品的价款或接受服商品的价款或接受服务务的的费费用用疲劳失效机理疲劳源疲劳源裂纹扩展裂纹扩展光滑区光滑区粗糙区粗糙区脆断脆断金属材料裂纹金属材料裂纹10-1 交变应力与

7、疲劳失效交变应力与疲劳失效经营经营者提供商品或者服者提供商品或者服务务有欺有欺诈诈行行为为的，的，应应当按照消当按照消费费者的要求增加者的要求增加赔偿赔偿其受到的其受到的损损失，增加失，增加赔偿赔偿的金的金额为额为消消费费者者购买购买商品的价款或接受服商品的价款或接受服务务的的费费用用10-1 交变应力与疲劳失效交变应力与疲劳失效经营经营者提供商品或者服者提供商品或者服务务有欺有欺诈诈行行为为的，的，应应当按照消当按照消费费者的要求增加者的要求增加赔偿赔偿其受到的其受到的损损失，增加失，增加赔偿赔偿的金的金额为额为消消费费者者购买购买商品的价款或接受服商品的价款或接受服务务的的费费用用1979

8、1979年，美国年，美国DE-10DE-10型飞机失事，死亡型飞机失事，死亡270270人，原因人，原因螺旋桨转轴发生疲劳破坏，该型号飞机停飞一年，螺旋桨转轴发生疲劳破坏，该型号飞机停飞一年，全面检修，是设计问题。全面检修，是设计问题。疲劳破坏案例110-1 交变应力与疲劳失效交变应力与疲劳失效经营经营者提供商品或者服者提供商品或者服务务有欺有欺诈诈行行为为的，的，应应当按照消当按照消费费者的要求增加者的要求增加赔偿赔偿其受到的其受到的损损失，增加失，增加赔偿赔偿的金的金额为额为消消费费者者购买购买商品的价款或接受服商品的价款或接受服务务的的费费用用19811981年初，欧洲北海油田年初，欧洲

9、北海油田“基尔兰基尔兰”号平台覆灭，死亡号平台覆灭，死亡123123人，原因疲劳破坏，横梁在海浪的交变应力作用下，人，原因疲劳破坏，横梁在海浪的交变应力作用下，横梁承孔边裂缝，当时大风掀起横梁承孔边裂缝，当时大风掀起7 7米巨浪，米巨浪，1010510105吨的浮吨的浮台沉没于大海之中台沉没于大海之中疲劳破坏案例210-1 交变应力与疲劳失效交变应力与疲劳失效经营经营者提供商品或者服者提供商品或者服务务有欺有欺诈诈行行为为的，的，应应当按照消当按照消费费者的要求增加者的要求增加赔偿赔偿其受到的其受到的损损失，增加失，增加赔偿赔偿的金的金额为额为消消费费者者购买购买商品的价款或接受服商品的价款或

10、接受服务务的的费费用用19981998年年5 5月，德国高速列车出轨，原因列车大轴月，德国高速列车出轨，原因列车大轴发生疲劳破坏。发生疲劳破坏。疲劳破坏案例310-1 交变应力与疲劳失效交变应力与疲劳失效经营经营者提供商品或者服者提供商品或者服务务有欺有欺诈诈行行为为的，的，应应当按照消当按照消费费者的要求增加者的要求增加赔偿赔偿其受到的其受到的损损失，增加失，增加赔偿赔偿的金的金额为额为消消费费者者购买购买商品的价款或接受服商品的价款或接受服务务的的费费用用10-2 交变应力的循环特征交变应力的循环特征应力循环应力循环：应力每重复变化一次，称为一个应力每重复变化一次，称为一个应力循环应力循环

11、。完成一个应力循环所需的时间完成一个应力循环所需的时间T ，称为一个，称为一个周期周期。经营经营者提供商品或者服者提供商品或者服务务有欺有欺诈诈行行为为的，的，应应当按照消当按照消费费者的要求增加者的要求增加赔偿赔偿其受到的其受到的损损失，增加失，增加赔偿赔偿的金的金额为额为消消费费者者购买购买商品的价款或接受服商品的价款或接受服务务的的费费用用10-2 交变应力的循环特征交变应力的循环特征经营经营者提供商品或者服者提供商品或者服务务有欺有欺诈诈行行为为的，的，应应当按照消当按照消费费者的要求增加者的要求增加赔偿赔偿其受到的其受到的损损失，增加失，增加赔偿赔偿的金的金额为额为消消费费者者购买购

12、买商品的价款或接受服商品的价款或接受服务务的的费费用用10-2 交变应力的循环特征交变应力的循环特征经营经营者提供商品或者服者提供商品或者服务务有欺有欺诈诈行行为为的，的，应应当按照消当按照消费费者的要求增加者的要求增加赔偿赔偿其受到的其受到的损损失，增加失，增加赔偿赔偿的金的金额为额为消消费费者者购买购买商品的价款或接受服商品的价款或接受服务务的的费费用用1.对称循环如如:机车车轴机车车轴10-2 交变应力的循环特征交变应力的循环特征经营经营者提供商品或者服者提供商品或者服务务有欺有欺诈诈行行为为的，的，应应当按照消当按照消费费者的要求增加者的要求增加赔偿赔偿其受到的其受到的损损失，增加失，

13、增加赔偿赔偿的金的金额为额为消消费费者者购买购买商品的价款或接受服商品的价款或接受服务务的的费费用用2.脉动循环10-2 交变应力的循环特征交变应力的循环特征经营经营者提供商品或者服者提供商品或者服务务有欺有欺诈诈行行为为的，的，应应当按照消当按照消费费者的要求增加者的要求增加赔偿赔偿其受到的其受到的损损失，增加失，增加赔偿赔偿的金的金额为额为消消费费者者购买购买商品的价款或接受服商品的价款或接受服务务的的费费用用3.静载10-2 交变应力的循环特征交变应力的循环特征经营经营者提供商品或者服者提供商品或者服务务有欺有欺诈诈行行为为的，的，应应当按照消当按照消费费者的要求增加者的要求增加赔偿赔偿

14、其受到的其受到的损损失，增加失，增加赔偿赔偿的金的金额为额为消消费费者者购买购买商品的价款或接受服商品的价款或接受服务务的的费费用用10-3 S-N曲线和材料的疲劳极限曲线和材料的疲劳极限 试件分为若干组，最大应力值由高到底，以电动机带动试样试件分为若干组，最大应力值由高到底，以电动机带动试样旋转，让每组试件经历对称循环的交变应力，直至断裂破坏。旋转，让每组试件经历对称循环的交变应力，直至断裂破坏。记录每根试件中的最大应力记录每根试件中的最大应力 （即疲劳强度即疲劳强度）及发生破坏时）及发生破坏时的的应力循环次数应力循环次数（又称疲劳（又称疲劳寿命寿命），即可得），即可得SN应力寿命曲线应力寿

15、命曲线。疲劳试验与疲劳试验与S-N曲线曲线经营经营者提供商品或者服者提供商品或者服务务有欺有欺诈诈行行为为的，的，应应当按照消当按照消费费者的要求增加者的要求增加赔偿赔偿其受到的其受到的损损失，增加失，增加赔偿赔偿的金的金额为额为消消费费者者购买购买商品的价款或接受服商品的价款或接受服务务的的费费用用S-N曲线为对称循环时材料的为对称循环时材料的疲劳极限疲劳极限10-3 S-N曲线和材料的疲劳极限曲线和材料的疲劳极限 以最大应力为纵坐标，循环次数（寿命）为横坐标，将疲以最大应力为纵坐标，循环次数（寿命）为横坐标，将疲劳试验结果描绘成的曲线，称为劳试验结果描绘成的曲线，称为应力应力寿命曲线寿命曲

16、线或或S-N曲线曲线经营经营者提供商品或者服者提供商品或者服务务有欺有欺诈诈行行为为的，的，应应当按照消当按照消费费者的要求增加者的要求增加赔偿赔偿其受到的其受到的损损失，增加失，增加赔偿赔偿的金的金额为额为消消费费者者购买购买商品的价款或接受服商品的价款或接受服务务的的费费用用材料的疲劳极限有色金属及其合金的应力有色金属及其合金的应力寿命曲线无明显趋于水平寿命曲线无明显趋于水平的直线部分。通常规定的直线部分。通常规定N N0 0=(5-10)10=(5-10)107 7作为循环基数，作为循环基数，所对应的应力为该材料的所对应的应力为该材料的条件疲劳极限条件疲劳极限。10-3 S-N曲线和材料

17、的疲劳极限曲线和材料的疲劳极限经营经营者提供商品或者服者提供商品或者服务务有欺有欺诈诈行行为为的，的，应应当按照消当按照消费费者的要求增加者的要求增加赔偿赔偿其受到的其受到的损损失，增加失，增加赔偿赔偿的金的金额为额为消消费费者者购买购买商品的价款或接受服商品的价款或接受服务务的的费费用用钢材料的钢材料的疲劳极限疲劳极限与与强度极限强度极限的近似关系：的近似关系：弯曲：弯曲：拉压：拉压：扭转：扭转：10-3 S-N曲线和材料的疲劳极限曲线和材料的疲劳极限经营经营者提供商品或者服者提供商品或者服务务有欺有欺诈诈行行为为的，的，应应当按照消当按照消费费者的要求增加者的要求增加赔偿赔偿其受到的其受到

18、的损损失，增加失，增加赔偿赔偿的金的金额为额为消消费费者者购买购买商品的价款或接受服商品的价款或接受服务务的的费费用用10-4 影响疲劳极限的主要因素影响疲劳极限的主要因素1.1.构件外形的影响构件外形的影响2.2.构件截面尺寸的影响构件截面尺寸的影响3.3.构件表面加工质量的影响构件表面加工质量的影响经营经营者提供商品或者服者提供商品或者服务务有欺有欺诈诈行行为为的，的，应应当按照消当按照消费费者的要求增加者的要求增加赔偿赔偿其受到的其受到的损损失，增加失，增加赔偿赔偿的金的金额为额为消消费费者者购买购买商品的价款或接受服商品的价款或接受服务务的的费费用用构件外形的影响构件外形的影响 构件外

19、形的突变（槽、孔、缺口、轴肩等）引起构件外形的突变（槽、孔、缺口、轴肩等）引起应应力集中力集中。应力集中区易引发疲劳裂纹，使疲劳极限显著。应力集中区易引发疲劳裂纹，使疲劳极限显著降低。降低。用用有效应力集中因数有效应力集中因数 或或 描述外形突变的影响：描述外形突变的影响：或或其其中中：或或 是是无无应应力力集集中中的的光光滑滑试试件件的的疲疲劳劳极极限限，或或 是有外形突变试件的疲劳极限。是有外形突变试件的疲劳极限。且且10-4 影响疲劳极限的主要因素影响疲劳极限的主要因素经营经营者提供商品或者服者提供商品或者服务务有欺有欺诈诈行行为为的，的，应应当按照消当按照消费费者的要求增加者的要求增加

20、赔偿赔偿其受到的其受到的损损失，增加失，增加赔偿赔偿的金的金额为额为消消费费者者购买购买商品的价款或接受服商品的价款或接受服务务的的费费用用 越小，则有效应力集中因数越大；越小，则有效应力集中因数越大；材料的抗拉强度材料的抗拉强度 越高，应力集中对疲劳极限的影响愈显著越高，应力集中对疲劳极限的影响愈显著。10-4 影响疲劳极限的主要因素影响疲劳极限的主要因素经营经营者提供商品或者服者提供商品或者服务务有欺有欺诈诈行行为为的，的，应应当按照消当按照消费费者的要求增加者的要求增加赔偿赔偿其受到的其受到的损损失，增加失，增加赔偿赔偿的金的金额为额为消消费费者者购买购买商品的价款或接受服商品的价款或接

21、受服务务的的费费用用构件尺寸的影响构件尺寸的影响 如受扭转大、小二圆截面试件，如二者的最大剪应如受扭转大、小二圆截面试件，如二者的最大剪应力相同，则力相同，则大试件横截面上的高应力区比小试件的大大试件横截面上的高应力区比小试件的大。即大试件中处于高应力状态的晶粒比小试件的多，故引即大试件中处于高应力状态的晶粒比小试件的多，故引发疲劳裂纹的机会也多。发疲劳裂纹的机会也多。10-4 影响疲劳极限的主要因素影响疲劳极限的主要因素构件尺寸越大，疲劳极限越低构件尺寸越大，疲劳极限越低经营经营者提供商品或者服者提供商品或者服务务有欺有欺诈诈行行为为的，的，应应当按照消当按照消费费者的要求增加者的要求增加赔

22、偿赔偿其受到的其受到的损损失，增加失，增加赔偿赔偿的金的金额为额为消消费费者者购买购买商品的价款或接受服商品的价款或接受服务务的的费费用用构件尺寸的影响构件尺寸的影响用尺寸因数用尺寸因数 或或 表示表示。或或且且d 越大，越大，越小，越小，愈小。愈小。10-4 影响疲劳极限的主要因素影响疲劳极限的主要因素其中：其中：为光滑小试件疲劳极限为光滑小试件疲劳极限 为光滑大试件疲劳极限为光滑大试件疲劳极限 经营经营者提供商品或者服者提供商品或者服务务有欺有欺诈诈行行为为的，的，应应当按照消当按照消费费者的要求增加者的要求增加赔偿赔偿其受到的其受到的损损失，增加失，增加赔偿赔偿的金的金额为额为消消费费者

23、者购买购买商品的价款或接受服商品的价款或接受服务务的的费费用用构件表面质量的影响构件表面质量的影响 构件上的最大应力常发生于表层，疲劳裂纹也构件上的最大应力常发生于表层，疲劳裂纹也多生成于表层。故构件表面的加工缺陷（划痕、擦多生成于表层。故构件表面的加工缺陷（划痕、擦伤）等将引起伤）等将引起应力集中应力集中，降低疲劳极限。，降低疲劳极限。用表面质量因数表示用表面质量因数表示 其中：其中：为为表面磨光试件的疲劳极限表面磨光试件的疲劳极限 为用其它方法加工的构件疲劳极限为用其它方法加工的构件疲劳极限 10-4 影响疲劳极限的主要因素影响疲劳极限的主要因素经营经营者提供商品或者服者提供商品或者服务务

24、有欺有欺诈诈行行为为的，的，应应当按照消当按照消费费者的要求增加者的要求增加赔偿赔偿其受到的其受到的损损失，增加失，增加赔偿赔偿的金的金额为额为消消费费者者购买购买商品的价款或接受服商品的价款或接受服务务的的费费用用 表面加工质量愈低，表面加工质量愈低，愈小，愈小，降低愈多。降低愈多。一般一般 ，但，但 可通过对构件表面作强化处理可通过对构件表面作强化处理而得到大于而得到大于1 1的的 值。值。综合上述三种因素，综合上述三种因素，对称循环下构件的疲劳极限为对称循环下构件的疲劳极限为：或或其中：其中：，是光滑小试件的疲劳极限。是光滑小试件的疲劳极限。10-4 影响疲劳极限的主要因素影响疲劳极限的

25、主要因素经营经营者提供商品或者服者提供商品或者服务务有欺有欺诈诈行行为为的，的，应应当按照消当按照消费费者的要求增加者的要求增加赔偿赔偿其受到的其受到的损损失，增加失，增加赔偿赔偿的金的金额为额为消消费费者者购买购买商品的价款或接受服商品的价款或接受服务务的的费费用用 疲劳裂纹主要形成于构件表面和应力集中部位，故疲劳裂纹主要形成于构件表面和应力集中部位，故提高构提高构件疲劳极限的措施有：件疲劳极限的措施有：（1）减缓应力集中，）减缓应力集中，设计构件外形时，设计构件外形时，避免出现方形或带有尖避免出现方形或带有尖角的孔和槽，角的孔和槽，在截面突变处采用足够大的过渡圆角，（如在截面突变处采用足够

26、大的过渡圆角，（如阶梯阶梯轴轴肩轴轴肩设置减荷槽设置减荷槽 或或退刀槽退刀槽；（2）降低表面粗糙度，对表面进行精加工，避免表面有机械损）降低表面粗糙度，对表面进行精加工，避免表面有机械损伤和化学损伤（如腐蚀）；伤和化学损伤（如腐蚀）；（3）增加表面强度，通过）增加表面强度，通过高频高频淬火、渗碳、渗氮或液压喷丸进淬火、渗碳、渗氮或液压喷丸进行处理。行处理。10-4 影响疲劳极限的主要因素影响疲劳极限的主要因素经营经营者提供商品或者服者提供商品或者服务务有欺有欺诈诈行行为为的，的，应应当按照消当按照消费费者的要求增加者的要求增加赔偿赔偿其受到的其受到的损损失，增加失，增加赔偿赔偿的金的金额为额为

27、消消费费者者购买购买商品的价款或接受服商品的价款或接受服务务的的费费用用10-5 构件的疲劳强度计算构件的疲劳强度计算对称循环交变应力下，构件的疲劳强度条件为：对称循环交变应力下，构件的疲劳强度条件为：其中：其中：是构件危险点的最大工作应力；是构件危险点的最大工作应力；n nf f 是疲劳安全系数。是疲劳安全系数。或表示成或表示成：对称交变应力下构件疲劳强度计算对称交变应力下构件疲劳强度计算经营经营者提供商品或者服者提供商品或者服务务有欺有欺诈诈行行为为的，的，应应当按照消当按照消费费者的要求增加者的要求增加赔偿赔偿其受到的其受到的损损失，增加失，增加赔偿赔偿的金的金额为额为消消费费者者购买购

28、买商品的价款或接受服商品的价款或接受服务务的的费费用用10-5 构件的疲劳强度计算构件的疲劳强度计算同理，对扭转交变应力有：同理，对扭转交变应力有：对称交变应力下构件疲劳强度计算对称交变应力下构件疲劳强度计算经营经营者提供商品或者服者提供商品或者服务务有欺有欺诈诈行行为为的，的，应应当按照消当按照消费费者的要求增加者的要求增加赔偿赔偿其受到的其受到的损损失，增加失，增加赔偿赔偿的金的金额为额为消消费费者者购买购买商品的价款或接受服商品的价款或接受服务务的的费费用用其中：其中：例例10-5-1 10-5-1 机车车轴机车车轴,P=80kN,45,P=80kN,45钢，钢，n=1.5,n=1.5,

29、试校核试校核I I截面截面疲劳强度。疲劳强度。10-5 构件的疲劳强度计算构件的疲劳强度计算经营经营者提供商品或者服者提供商品或者服务务有欺有欺诈诈行行为为的，的，应应当按照消当按照消费费者的要求增加者的要求增加赔偿赔偿其受到的其受到的损损失，增加失，增加赔偿赔偿的金的金额为额为消消费费者者购买购买商品的价款或接受服商品的价款或接受服务务的的费费用用解：解：10-5 构件的疲劳强度计算构件的疲劳强度计算经营经营者提供商品或者服者提供商品或者服务务有欺有欺诈诈行行为为的，的，应应当按照消当按照消费费者的要求增加者的要求增加赔偿赔偿其受到的其受到的损损失，增加失，增加赔偿赔偿的金的金额为额为消消费

30、费者者购买购买商品的价款或接受服商品的价款或接受服务务的的费费用用该截面疲劳强度足够。该截面疲劳强度足够。10-5 构件的疲劳强度计算构件的疲劳强度计算经营经营者提供商品或者服者提供商品或者服务务有欺有欺诈诈行行为为的，的，应应当按照消当按照消费费者的要求增加者的要求增加赔偿赔偿其受到的其受到的损损失，增加失，增加赔偿赔偿的金的金额为额为消消费费者者购买购买商品的价款或接受服商品的价款或接受服务务的的费费用用10-5 构件的疲劳强度计算构件的疲劳强度计算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疲劳极限疲劳极限r或或r由试验测定。由试验测定。将各循环特征将各循环特征r下的疲下

31、的疲劳极限劳极限r（即（即max）所对所对应的平均应力应的平均应力m和应力幅和应力幅a计算出来，画在以计算出来，画在以m、a为为坐标轴的图上，称为坐标轴的图上，称为材料的材料的疲劳（持久）极限曲线疲劳（持久）极限曲线经营经营者提供商品或者服者提供商品或者服务务有欺有欺诈诈行行为为的，的，应应当按照消当按照消费费者的要求增加者的要求增加赔偿赔偿其受到的其受到的损损失，增加失，增加赔偿赔偿的金的金额为额为消消费费者者购买购买商品的价款或接受服商品的价款或接受服务务的的费费用用10-5 构件的疲劳强度计算构件的疲劳强度计算 从原点从原点O作射线作射线OE，与横轴的夹角设为与横轴的夹角设为表示同一条射

32、线上各点所表表示同一条射线上各点所表示的应力循环特征相同示的应力循环特征相同A（0，-1）代表对称循环所对应的点）代表对称循环所对应的点B（b，0）代表静应力所对应的极限点）代表静应力所对应的极限点C（0/2，0/2）代表脉动循环所对应的点）代表脉动循环所对应的点经营经营者提供商品或者服者提供商品或者服务务有欺有欺诈诈行行为为的，的，应应当按照消当按照消费费者的要求增加者的要求增加赔偿赔偿其受到的其受到的损损失，增加失，增加赔偿赔偿的金的金额为额为消消费费者者购买购买商品的价款或接受服商品的价款或接受服务务的的费费用用10-5 构件的疲劳强度计算构件的疲劳强度计算 为了减少工作量，工程中常用折

33、线为了减少工作量，工程中常用折线ACB代替疲劳极限曲线代替疲劳极限曲线ACB,这样只要取得这样只要取得-1、0和和b三个试验数据就可以做出简化了三个试验数据就可以做出简化了的材料的疲劳极限图的材料的疲劳极限图经营经营者提供商品或者服者提供商品或者服务务有欺有欺诈诈行行为为的，的，应应当按照消当按照消费费者的要求增加者的要求增加赔偿赔偿其受到的其受到的损损失，增加失，增加赔偿赔偿的金的金额为额为消消费费者者购买购买商品的价款或接受服商品的价款或接受服务务的的费费用用 实际构件，需考虑实际构件，需考虑应力集中应力集中、截面尺寸截面尺寸和和表面加工质量表面加工质量（即（即K、）等影响，试验表明，这些

34、因素只影响）等影响，试验表明，这些因素只影响动应力部动应力部分分，而对，而对静应力静应力的影响可忽略的影响可忽略 这样，可以由材料的疲劳极限简化曲线，得到构件的疲劳这样，可以由材料的疲劳极限简化曲线，得到构件的疲劳极限图，考虑上述影响后，极限图，考虑上述影响后，A,C两点的纵坐标分别降为两点的纵坐标分别降为（点（点A1）和）和 （点（点C1）。连接）。连接A1,C1,B,得实际构件的得实际构件的简化曲线简化曲线10-5 构件的疲劳强度计算构件的疲劳强度计算经营经营者提供商品或者服者提供商品或者服务务有欺有欺诈诈行行为为的，的，应应当按照消当按照消费费者的要求增加者的要求增加赔偿赔偿其受到的其受

35、到的损损失，增加失，增加赔偿赔偿的金的金额为额为消消费费者者购买购买商品的价款或接受服商品的价款或接受服务务的的费费用用10-5 构件的疲劳强度计算构件的疲劳强度计算 构件除满足疲劳要求外，还应满足静强度条件，一般承受交变构件除满足疲劳要求外，还应满足静强度条件，一般承受交变应力的构件大都用钢等塑性材料制成，故受静载荷作用时的破坏应力的构件大都用钢等塑性材料制成，故受静载荷作用时的破坏条件是条件是 因此，在横坐标上取点因此，在横坐标上取点B1(s,0),作与作与m正向夹角为正向夹角为135的直线与线的直线与线A1C1交于点交于点D。这样，折线。这样，折线A1DB1与纵、横坐标轴围绕的范围内，就

36、是与纵、横坐标轴围绕的范围内，就是构件既不产生疲劳破坏，又不发生塑性屈服破坏的安全工作区构件既不产生疲劳破坏，又不发生塑性屈服破坏的安全工作区经营经营者提供商品或者服者提供商品或者服务务有欺有欺诈诈行行为为的，的，应应当按照消当按照消费费者的要求增加者的要求增加赔偿赔偿其受到的其受到的损损失，增加失，增加赔偿赔偿的金的金额为额为消消费费者者购买购买商品的价款或接受服商品的价款或接受服务务的的费费用用10-5 构件的疲劳强度计算构件的疲劳强度计算 若构件工作时，其若构件工作时，其循环特征为循环特征为r，最大工作，最大工作应力为应力为max，对应与线，对应与线A1D相交的相交的OM射线上的射线上的

37、点点N，构件的最大工作应，构件的最大工作应力为力为构件的疲劳极限构件的疲劳极限经营经营者提供商品或者服者提供商品或者服务务有欺有欺诈诈行行为为的，的，应应当按照消当按照消费费者的要求增加者的要求增加赔偿赔偿其受到的其受到的损损失，增加失，增加赔偿赔偿的金的金额为额为消消费费者者购买购买商品的价款或接受服商品的价款或接受服务务的的费费用用10-5 构件的疲劳强度计算构件的疲劳强度计算过点过点N作作A1M的平行线的平行线与与a轴交于点轴交于点N1安全因素安全因素经营经营者提供商品或者服者提供商品或者服务务有欺有欺诈诈行行为为的，的，应应当按照消当按照消费费者的要求增加者的要求增加赔偿赔偿其受到的其

38、受到的损损失，增加失，增加赔偿赔偿的金的金额为额为消消费费者者购买购买商品的价款或接受服商品的价款或接受服务务的的费费用用10-5 构件的疲劳强度计算构件的疲劳强度计算称为称为材料对应力循环材料对应力循环不对称性的敏感因素不对称性的敏感因素经营经营者提供商品或者服者提供商品或者服务务有欺有欺诈诈行行为为的，的，应应当按照消当按照消费费者的要求增加者的要求增加赔偿赔偿其受到的其受到的损损失，增加失，增加赔偿赔偿的金的金额为额为消消费费者者购买购买商品的价款或接受服商品的价款或接受服务务的的费费用用10-5 构件的疲劳强度计算构件的疲劳强度计算非对称循环条件非对称循环条件 当当m=0和和a=max

39、时，时，即为对称循环，对称循环为非对称循环即为对称循环，对称循环为非对称循环的特例的特例若为塑性屈服破坏若为塑性屈服破坏ns为材料屈服失效时规定的安全系数为材料屈服失效时规定的安全系数经营经营者提供商品或者服者提供商品或者服务务有欺有欺诈诈行行为为的，的，应应当按照消当按照消费费者的要求增加者的要求增加赔偿赔偿其受到的其受到的损损失，增加失，增加赔偿赔偿的金的金额为额为消消费费者者购买购买商品的价款或接受服商品的价款或接受服务务的的费费用用10-5 构件的疲劳强度计算构件的疲劳强度计算按第三强度理论，构件弯扭组合变形时的静强度条件按第三强度理论，构件弯扭组合变形时的静强度条件两边平方除以两边平

40、方除以 ，并将，并将s=s/2代入代入推广交变应力下推广交变应力下经营经营者提供商品或者服者提供商品或者服务务有欺有欺诈诈行行为为的，的，应应当按照消当按照消费费者的要求增加者的要求增加赔偿赔偿其受到的其受到的损损失，增加失，增加赔偿赔偿的金的金额为额为消消费费者者购买购买商品的价款或接受服商品的价款或接受服务务的的费费用用10-6 Miner线性累积损伤理论线性累积损伤理论Miner线性累积损伤理论线性累积损伤理论对象：对象：针对非稳定不变的恒幅交变应力针对非稳定不变的恒幅交变应力 方法：将非稳定变化的应力谱进行整理，将其简化为若干方法：将非稳定变化的应力谱进行整理，将其简化为若干级恒幅交变

41、应力组成的周期性应力谱，每个周期包括的应力循级恒幅交变应力组成的周期性应力谱，每个周期包括的应力循环组合及其排列完全相同环组合及其排列完全相同 设每个周期内，包括设每个周期内，包括k级恒幅交变应力，最大值分别为级恒幅交变应力，最大值分别为1，2，k,相应循环次数分别为相应循环次数分别为n1，n2，nk，若总周期数为，若总周期数为，则交变应力，则交变应力1，2，k的总循环数分别为的总循环数分别为 n1，n2，nk 经营经营者提供商品或者服者提供商品或者服务务有欺有欺诈诈行行为为的，的，应应当按照消当按照消费费者的要求增加者的要求增加赔偿赔偿其受到的其受到的损损失，增加失，增加赔偿赔偿的金的金额为

42、额为消消费费者者购买购买商品的价款或接受服商品的价款或接受服务务的的费费用用10-6 Miner线性累积损伤理论线性累积损伤理论 设每个周期内，包括设每个周期内，包括k级恒幅交变应力，最大值分别为级恒幅交变应力，最大值分别为1，2，k,相应循环次数分别为相应循环次数分别为n1，n2，nk，若总周期数为，若总周期数为，则交变应力，则交变应力1，2，k的总循环数分别为的总循环数分别为 n1，n2，nk 线性累积损伤理论：线性累积损伤理论：如果构件在恒幅交变应力作用下疲劳如果构件在恒幅交变应力作用下疲劳寿命为寿命为N1，则应力每循环一次对构件所造成的损伤为，则应力每循环一次对构件所造成的损伤为1/N

43、1，该，该应力对构件所造成的总损伤为应力对构件所造成的总损伤为 n1/N1，同理，同理2，k的造成的造成损伤损伤 n2/N2，nk/Nk经营经营者提供商品或者服者提供商品或者服务务有欺有欺诈诈行行为为的，的，应应当按照消当按照消费费者的要求增加者的要求增加赔偿赔偿其受到的其受到的损损失，增加失，增加赔偿赔偿的金的金额为额为消消费费者者购买购买商品的价款或接受服商品的价款或接受服务务的的费费用用10-6 Miner线性累积损伤理论线性累积损伤理论 线性累积损伤理论：如果构件在恒幅交变应力作用下疲劳线性累积损伤理论：如果构件在恒幅交变应力作用下疲劳寿命为寿命为N1，则应力每循环一次对构件所造成的损

44、伤为，则应力每循环一次对构件所造成的损伤为1/N1，该，该应力对构件所造成的总损伤为应力对构件所造成的总损伤为 n1/N1，同理，同理2，k的造成的造成损伤损伤 n2/N2，nk/Nk 根据以上分析，得构件产生疲劳破坏的条件是根据以上分析，得构件产生疲劳破坏的条件是（即（即Miner线性累积损伤理论）线性累积损伤理论）Miner理论的实质是：假定各级交变应力所造成的损伤可以理论的实质是：假定各级交变应力所造成的损伤可以线性相加。线性相加。经营经营者提供商品或者服者提供商品或者服务务有欺有欺诈诈行行为为的，的，应应当按照消当按照消费费者的要求增加者的要求增加赔偿赔偿其受到的其受到的损损失，增加失

45、，增加赔偿赔偿的金的金额为额为消消费费者者购买购买商品的价款或接受服商品的价款或接受服务务的的费费用用O100t t(秒秒)6020s s(MPa)例例2：恒幅循环应力变化：恒幅循环应力变化曲线如图所示，其应力幅曲线如图所示，其应力幅和循环特征（应力比）分和循环特征（应力比）分别为别为 ,。A80MPa，5B40MPa，1/5C40MPa，5D80MPa，1/5例例1：r=1是什么性质的应力？是什么性质的应力？经营经营者提供商品或者服者提供商品或者服务务有欺有欺诈诈行行为为的，的，应应当按照消当按照消费费者的要求增加者的要求增加赔偿赔偿其受到的其受到的损损失，增加失，增加赔偿赔偿的金的金额为额

46、为消消费费者者购买购买商品的价款或接受服商品的价款或接受服务务的的费费用用一个应力循环一个应力循环已知：循环特征已知：循环特征r=-1/6，应力幅，应力幅s sa=70MPa 求：平均应力求：平均应力s sm解：解：讨论：讨论：中有几个独立变量？中有几个独立变量？经营经营者提供商品或者服者提供商品或者服务务有欺有欺诈诈行行为为的，的，应应当按照消当按照消费费者的要求增加者的要求增加赔偿赔偿其受到的其受到的损损失，增加失，增加赔偿赔偿的金的金额为额为消消费费者者购买购买商品的价款或接受服商品的价款或接受服务务的的费费用用答：静载产生的应力。答：静载产生的应力。12答：答：B 3答：答：2个，个，因为因为