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1、11 1 机械零件工作能力及变形形式机械零件工作能力及变形形式2 2 轴的拉伸和压缩轴的拉伸和压缩3 3 剪切和挤压剪切和挤压4 4 圆轴的扭转圆轴的扭转5 5 弯曲弯曲6 6 疲劳强度概述疲劳强度概述2工作能力:机械零件不发生失效的安全工作限度。 失效:零件丧失工作能力或达不到设计要求。 破坏 常见失效形式:断裂、塑性变形、疲劳破坏、表面磨损、过大的弹性变形、连接松动、打滑等。3 对受载零件而言,零件的工作能力为承载能力,主要包括强度和刚度两个方面。强度:指零件在外载下抵抗断裂和塑性变形的能力。刚度:指零件在外载下抵抗过大弹性变形的能力。刚度不足影响强度刚度不足影响加工精度41. 拉伸拉伸2
2、. 压缩压缩53. 挤压和剪切挤压和剪切4. 扭转扭转5. 弯曲弯曲6FF受拉 拉伸变形FF受压 压缩变形FF7外力 内力平衡方程:Fx=0 FA=F根据内力并不能判断轴的强度。应力:截面上单位面积所受内力。应力单位:MPa=N/mm2根据应力也不能判断轴的强度。8低碳钢拉伸时的力学性能低碳钢拉伸时的力学性能 标准试样尺寸d0,L0拉伸试验力-伸长量线图消除尺寸影响: F 应力 =F/A0 l 应变 =l/L09应力-应变线图:Oa段+ab段,弹性变形,a点应力,b点应力。:bc段,不增大载荷时,应变明显增大,失去抵抗,称为屈服现象,最低点c点应力。 lim =s:cd段,增大变形,需增大拉力
3、,称为材料的强化,最高点d点应力。:de段,试件局部变细,出现颈缩现象,继续变形所需拉力减小,e点试样断裂。1011铸铁拉伸时的力学性能铸铁拉伸时的力学性能 弹性变形无直线部分 无屈服现象和颈缩现象 断裂时强度极限不高,应变小lim =b12金属材料压缩时的力学性能金属材料压缩时的力学性能 低碳钢受压 铸铁受压 铸铁抗压能力大于抗拉能力。13胡克定律和泊松比胡克定律和泊松比低碳钢拉伸试验时,在比例极限内,应力与应变成正比。E,碳钢一般E=190210 GPa14零件轴向拉压时要满足强度条件: 名义载荷Fca=KF,Tca=KT,Pca=KPK载荷系数27应力的分类应力的分类应力静应力变应力28r=1 静应力 r = -1 对称循环应力 r=0 脉动循环应力 非对称循环应力 29Fnaa0tt0 静应力只能由静载荷产生,变应力可能由变载荷或静载荷产生。 在变应力下,零件的主要失效形式为:疲劳破坏 30u最大应力远小于材料极限应力。u 疲劳断口:无明显塑性变形的脆性突然断裂。u 疲劳断裂是微观损伤累积到一定程度的结果。产生微小裂纹 疲劳断裂具有以下特征:疲劳断裂具有以下特
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