第三章机械零件的强度载荷与应力的分类随机变应力2、稳定循环变应力的基本参数和种类名义应力——由名义载荷产生的应力计算应力——由计算载荷产生的应力一、单向应力下的塑性材料零件复合应力计算安全系数为：按第一强度理论：（最大主应力理论）§3-1材料的疲劳特性1、失效形式：疲劳（破坏）（断裂）2、疲劳破坏特征：1）断裂过程：①产生初始裂纹（应力较大处）②裂纹尖端在切应力作用下，反复扩展，直至产生疲劳裂纹。2）断裂面：①光滑区（疲劳发展区）②粗糙区（脆性断裂区）3）无明显塑性变形的脆性突然断裂4）破坏时的应力（疲劳极限）远小于材料的屈服极限材料的疲劳特性曲线一、材料的疲劳曲线σ—N——寿命系数二、等寿命疲劳曲线(极限应力线图)如图A′B——脆性材料所示，塑性材料类似，曲线上的点对应着不同应力循环特性下的材料疲劳极限上各点：如果不会疲劳破坏上各点：如果不会屈服破坏直线方程为影响机械零件疲劳强度的主要因素和零件极限应力线图2、零件尺寸的影响——尺寸系数综合影响系数表示了材料极限应力幅与零件极限应力幅的比值零件的极限应力线图直线AG方程:一、单向稳定变应力时机械零件的疲劳强度计算a)当工作应力点位于OAG内2、b）工作应力点位于GHC区域3、a)工作应力点位于OJGI区域内c）工作应力位于OAJ区域内4、等效对称循环变应力注意事项：二、单向不稳定变应力时的疲劳强度计算损伤率分别为如果材料在上述应力作用下还未达到破坏，则三、双向稳定变应力时的疲劳强度计算∴圆弧AM’B任何一点即代表一对极限应力σa'和τa'，如果工作应力点M（）在极限圆以内，则是安全的。M点所对应的极限应力点M'确定时，一般认为比值不变（多数情况如此），∴M'点在OM直线的延长线上，如图所示M'四、安全系数五、提高机械零件疲劳强度的措施§3-3机械零件的抗断裂强度断裂力学的判断指标是平面应变断裂韧度KⅠc(或KⅡc、KⅢc)和应力强度因子KⅠ(或KⅡ、KⅢ)在实际使用中通常测出零件的初始裂纹尺寸a0，通过计算确定出零件材料的临界裂纹尺寸aC，若a0<aC，可以使用；若a0>ac或接近aC，不能使用。§3-4机械零件的接触强度3、提高接触疲劳强度的措施1）控制最大接触应力2）提高接触表面硬度，改善表面加工质量3）增大综合曲率半径ρΣ4）改外接触为内接触，点接触→线接触5）采用高粘度润滑油