机械设计基础疲劳.ppt

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1、(Alternating Stress)(Alternating Stress)APt(Alternating Stress)(Alternating Stress)静平衡位置静平衡位置tt st max min(Alternating Stress)PP tzAtry sintIrMIyM sint 1 2 3 4 1O(Alternating Stress)(Alternating Stress)一个应力循环一个应力循环O t maxminr maxminr max min(Alternating Stress)aO一个应力循环一个应力循环 t max min a a2minmax a2m

2、inmaxm (Alternating Stress)O max min t1maxmin rmax a0m (Alternating Stress)（min1r0maxmin r2maxma O max min=0 t(Alternating Stress)1r0a maxm O max min=0t (Alternating Stress)MPa5610115. 05830042maxmax APMPa2 .5370115. 05580042minmin APMPa1225375612minmaxa MPa54925375612minmaxm 957. 0561537maxmin r(Al

3、ternating Stress) (Alternating Stress) 裂纹缘裂纹缘光滑区光滑区粗糙区粗糙区 (Alternating Stress)(Alternating Stress)(Alternating Stress) max，1 -1 max，2N1N212N max 0Nr (Alternating Stress)(Alternating Stress)(Alternating Stress)(Alternating Stress)OO(Alternating Stress)S (stress) N (cycles to failure) curves.(A) Ferro

4、us and (B) nonferrous metals;S-1: the endurance limit.(Alternating Stress)PPPPaab 1max,2max, 1max, -1 max，1 max，2N1N212N maxPa(Alternating Stress)(Alternating Stress)0.020.040.060.080.100.120.140.16 0.180MM1 . 1dDRdD1.001.201.401.601.802.002.202.402.60 KMPa500b 600700800900MPa1000b dr(Alternating St

5、ress)0.020.040.060.080.100.120.140.16 0.180MM2 . 11 . 1dDRdD1.201.401.601.802.002.202.402.602.80 KMPa500b 600700900MPa1000b dr3.003.20800(Alternating Stress)MM22 . 1dDRdD0.020.04 0.06 0.080.10 0.12 0.14 0.160.180drMPa1000b 800900700600MPa500b K1.201.401.601.802.002.202.402.602.803.003.203.40(Alterna

6、ting Stress)TTRdD2 . 11 . 1dDMPa1000b 800MPa700b 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0.14 0.16 0.180dr1.201.401.601.802.002.202.401.00 K900(Alternating Stress)0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0.14 0.16 0.180drTTRdD22 . 1dD1.201.401.601.802.002.202.401.00 K2.602.80MPa700b 800MPa1000b 900(Alternating Stress)11

7、)( (Alternating Stress) (Alternating Stress) d)()(11 (Alternating Stress)101 K K 1 rrK 0 (Alternating Stress)(Alternating Stress) 提高构件表面层质量提高构件表面层质量： 在应力非均匀分布的情形（例如弯曲和扭转）下，在应力非均匀分布的情形（例如弯曲和扭转）下，疲劳裂纹大都从构件表面开始形成和扩展。因此，疲劳裂纹大都从构件表面开始形成和扩展。因此，通过机械的或化学的方法对构件表面进行强化处理，通过机械的或化学的方法对构件表面进行强化处理，改善表面层质量，将使构件的疲劳强

8、度有明显的提改善表面层质量，将使构件的疲劳强度有明显的提高。高。(Alternating Stress) 表面热处理和化学处理（例如表面高频淬火、表面热处理和化学处理（例如表面高频淬火、渗碳、渗氮和氰化等），冷压机械加工（例如表面滚渗碳、渗氮和氰化等），冷压机械加工（例如表面滚压和喷丸处理等），都有助于提高构件表面层的质量。压和喷丸处理等），都有助于提高构件表面层的质量。 这些表面处理，一方面可以使构件表面的材料强这些表面处理，一方面可以使构件表面的材料强度提高；另一方面可以在表面层中产生残余压应力，度提高；另一方面可以在表面层中产生残余压应力，抑制疲劳裂纹的形成和扩展。抑制疲劳裂纹的形成和扩展。 提高构件表面层质量提高构件表面层质量：(Alternating Stress) 喷丸处理方法，近年来得到广泛应用，并取喷丸处理方法，近年来得到广泛应用，并取得了明显的效益。这种方法是将很小的钢丸、铸得了明显的效益。这种方法是将很小的钢丸、铸铁丸、玻璃丸或其它硬度较大的小丸以很高的速铁丸、玻璃丸或其它硬度较大的小丸以很高的速度喷射到构件表面上，使表面材料产生塑性变形度喷射到构件表面上，使表面材料产生塑性变形而强化，同时产生较大的残余压应力。而强化，同时产生较大的残余压应力。 提高构件表面层质量提高构件表面层质量：