第三章机械零件的强度变应力又可分为：随机变应力：应力随机变化最小应力与最大应力之比，称为应力循环特性系数。用r表示称为脉动循环变应力。机械零件工作时，因受外界的影响，其所受的应力很少是静止不变的。在设计时对于零件破坏时应力变化次数少于103的变应力，近似地按静应力进行计算或校核。变应力时机械零件的强度计算疲劳曲线不同循环特性下，材料所能承受的最大应力与其循环次数的关系可以用疲劳曲线来表示。称为σ-N曲线。将疲劳曲线的两个坐标取对数，可以将原曲线转化为双对数坐标的疲劳曲线。推导，上式可写成下面的形式例题：45#钢的对称疲劳极限σ-1=307MPa，设m=9，N0=5×106，求应力循环次数N=106，105及104时的有限寿命疲劳极限值。以平均应力σm为横坐标，应力幅σa为纵坐标画出的不同应力循环特性下，σa随σm的变化曲线称为极限应力曲线。A’D’E’C称为极限应力曲线，其中A’E’表示材料的疲劳极限，E’C表示材料的屈服极限。在区域A’D’E’C内，任何一点所代表的应力，其最大值既不超过疲劳极限σr，也不超过屈服极限σs，因此是安全的。线段A’G’C称为极限应力线图。影响零件疲劳强度的因素２.材料缺陷的影响３.剖面形状的影响４.表面质量的影响５.表面强化处理的影响零件疲劳强度的计算用综合影响系数对材料的极限应力线图进行修正，就可得到零件的极限应力线图。可见，零件的疲劳极限，实际上是将材料的疲劳极限下移了一段。已知Ａ点和Ｄ点的坐标，可以求出直线ＡＧ的方程其中，ψσ称为试件受对称弯曲应力时的材料特性。ψσe称为零件受对称弯曲应力时的材料特性。可见直线ＣＧ的方程为同理仿照正应力的情况，也可以得到剪应力的极限应力方程单项稳定变应力时机械零件的强度计算1.r=C的情况联立OM’和AG两直线方程由强度条件：对于对称循环的情况如果零件的工作应力点Ｎ不在ＡＯＧ区域内，而在ＧＯＣ区域内，则ＯＮ的连接线就要与ＧＣ相交。则交点Ｎ’是此时该零件的强度极限。亦及，此时零件首先发生屈服破坏，只要进行静力强度计算即可。２.σm=C的情况可以求出假若工作应力点在ＧＦＣ区域内，过Ｎ点作垂线与ＧＣ交于Ｎ’。所以零件的极限应力就是σs。故应按静应力强度计算。３.σmin=C的情况解得交点Ｍ’的坐标为对于剪切变应力的情况，只要将各公式中的σ变成τ即可。单项不稳定变应力时的疲劳强度计算一般可写成由疲劳曲线方程要使材料不发生疲劳破坏，那么材料的积累损伤率必须小于100%。即此时引入计算安全系数的强度条件为：解：双向稳定变应力时的疲劳强度计算当应力点在椭圆曲线上时，材料就会发生破坏。类似于静应力的情况，当零件受到弯曲和扭转的对称循环变应力时的极限应力也有相同的形式。对称循环的极限应力σ’-1(τ’-1)可以用其应力幅σ’a(τ’a)代替。带入方程提高机械零件疲劳强度的措施习题：