《材料力学》课程PPT教学课件：第十一章 交变应力

材料力学第十一章交变应力 心§11-1交变应力与疲劳失效 5112交变应力的循环特征、应力幅和平均应力 §11-3持久极限 四§11-4影响持久极限的因素 §11-5对称循环下构件的疲劳强度计算 D]§11-6持久极限曲线 四§11-7不对称循环下构件的疲劳强度计算 四]§11-10提高构件疲劳强度的措施

材料力学 第十一章 交变应力 §11-1 交变应力与疲劳失效 §11-2 交变应力的循环特征、应力幅和平均应力 §11-3 持久极限 §11-4 影响持久极限的因素 §11-5 对称循环下构件的疲劳强度计算 §11-6 持久极限曲线 §11-7 不对称循环下构件的疲劳强度计算 §11-10 提高构件疲劳强度的措施

材料力学第十一章交变应力 511-1交变应力与疲劳失效 交变应力:构件内随时间作周期性变化的应力。 疲苈与疲劳破坏: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 ①折断一根铁丝的启示 (a) (a)齿轮啮合时的作用力 (b)齿根的弯曲正应力随时间的变化曲线 图14-1齿轮根部的交变应力 ②齿轮啮合时齿根A点的弯曲正应力C时间作 周期性变化

材料力学 第十一章 交变应力 §11-1 交变应力与疲劳失效 交变应力：构件内随时间作周期性变化的应力。 ①折断一根铁丝的启示 疲劳与疲劳破坏：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 ②齿轮啮合时齿根A点的弯曲正应力 随时间作 周期性变化。 

材料力学第十一章交变应力 ③机车车轴 循环一次 ax 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

材料力学 第十一章 交变应力 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。 ③机车车轴  t 循环一次 max  min 1 2 3 4 1

材料力学第十一章交变应力 ④电机转子偏心惯性力引起强迫振动梁上的危险点正 应力随时间作周期性变化。 pr 56 b (a)电机转子偏心惯性力引起梁的振动 (b)梁上危险点应力随时间的变化曲线 图14-3转子偏心惯性力引起的交变应力 st 表示电机的重力W以静载方式作用于梁上引起 的静应力,最大应力和最小应力分别表示梁在最大和 最小位移时的应力

材料力学 第十一章 交变应力 ④电机转子偏心惯性力引起强迫振动梁上的危险点正 应力随时间作周期性变化。  st 表示电机的重力W以静载方式作用于梁上引起 的静应力，最大应力和最小应力分别表示梁在最大和 最小位移时的应力。  st

材料力学第十一章交变应力 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 高速运转的构件的破坏,大部分属于疲劳破坏。 ⑩奩國圆

材料力学 第十一章 交变应力 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 高速运转的构件的破坏，大部分属于疲劳破坏

材料力学第十一章交变应力 疲劳失效的特点 构件在交变应力作用下失效时,具有如下特征: 1)破坏时的最大应力值往往低于材料在静载作用下的屈服应 力;(必要性) 2)构件在交变应力作用下发生破坏需要经历一定数量的应力 循环 3)构件在破坏前没有明显的塑性变形预兆,即使塑性材料, 也将呈现“突然”的脆性断裂;(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粒区域。 (判断依据)

材料力学 第十一章 交变应力 疲劳失效的特点 构件在交变应力作用下失效时，具有如下特征： 1）破坏时的最大应力值往往低于材料在静载作用下的屈服应 力；（必要性） 2）构件在交变应力作用下发生破坏需要经历一定数量的应力 循环； 3）构件在破坏前没有明显的塑性变形预兆，即使塑性材料， 也将呈现“突然”的脆性断裂；（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粒区域。 （判断依据）

材料力学第十一章交变应力 疲劳失效机理 粗糙区 光滑区 (b) 裂纹源 金属材料裂纹 裂纹扩展 脆断 疲劳源 光滑区a 粗糙区

材料力学 第十一章 交变应力 疲劳失效机理 疲劳源 裂纹扩展 光滑区 粗糙区 脆断 金属材料裂纹

材料力学第十一章交变应力 疲劳破坏案例 1979年,美国DE-10型飞机失事,死亡270人,原因螺旋桨 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

材料力学 第十一章 交变应力 1979年，美国DE-10型飞机失事，死亡270人，原因螺旋桨 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。 疲劳破坏案例1

材料力学第十一章交变应力 疲劳破坏案例2 1981年初,欧洲北海油田“基尔兰”号平台覆灭,死亡 123人,原因疲劳破坏,横梁在海浪的交变应力作用下, 横梁裂缝,当时大风掀起7米巨浪,10105吨的浮台沉没于 大海之中

材料力学 第十一章 交变应力 1981年初，欧洲北海油田“基尔兰”号平台覆灭，死亡 123人，原因疲劳破坏，横梁在海浪的交变应力作用下， 横梁裂缝，当时大风掀起7米巨浪，10105吨的浮台沉没于 大海之中 疲劳破坏案例2

材料力学第十一章交变应力 疲劳破坏案例3 1998年5月,德国高速列车出轨,原因列车大轴发生疲劳 破坏

材料力学 第十一章 交变应力 1998年5月，德国高速列车出轨，原因列车大轴发生疲劳 破坏。 疲劳破坏案例3