《材料力学》课程教学课件（PPT讲稿）第十一章 交变应力

第十一章交变应力8 11-1交变应力与疲劳失效811-2交变应力的循环特征，应力幅和平均应力811-3持久极限811-4影响持久极限的因素811-5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11-8套扭组合交变应力的强度计算811-9提高构件疲劳强度的措施1返回

返回 第十一章 交变应力 §11-1 交变应力与疲劳失效 §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 §11-2 交变应力的循环特征、应力幅 和平均应力 §11-3 持久极限 §11-6 持久极限曲线 §11-7 不对称循环下构件的疲劳强度计算 §11-8 弯扭组合交变应力的强度计算 §11-9 提高构件疲劳强度的措施

交变应力第十一章S111交变应力与疲劳失效一、交变应力一构件中某点处应力随时间作周期性变化，称交变应力

第十一章 交变应力 §11—1 交变应力与疲劳失效 构件中某点处应力随时间作周期性变化， 称交变应力 一、交变应力— A

二、交变应力作用下，材料的破坏情况（一），破坏的主要特征：1.计算出的应力远小于静强度极限就发生破坏2.即使是塑性材料，也呈脆性断裂3.破坏前，需经一定数量的应力循环4.破坏断口有明显的光滑区、粗糙区，且光滑区有波纹4

二、交变应力作用下，材料的破坏情况 1.计算出的应力远小于静强度极限就发生破坏 2.即使是塑性材料，也呈脆性断裂 3.破坏前，需经一定数量的应力循环 4.破坏断口有明显的光滑区、粗 糙区，且光滑区有波纹 （一）.破坏的主要特征：

二）疲劳破坏的原因：在足够大的交变应力下，经历一定的应力循环在构件内部的薄弱处或构件外形突变处（存在应力集中会形成微裂纹：在微裂纹处又形成新的应力集中。在这种应力集中和应力反复交变的条件下，微裂纹不断扩展相互贯通，形成较大的裂纹，称为宏观裂纹。再经若干次应力循环后宏观裂纹继续扩展，同时截面削弱，削弱到一定极限时构件便突然断裂

(二）疲劳破坏的原因： 再经若干次应力循环后， 宏观裂纹继续扩展，同时截 面削弱，削弱到一定极限时， 构件便突然断裂。 在足够大的交变应力下,经历一定的应力循环, 在构件内部的薄弱处或构件外形突变处 (存在应力 集中)会形成微裂纹;在微裂纹处又形成新的应力集 中。在这种应力集中和应力反复交变的条件下，微 裂纹不断扩展相互贯通，形成较大的裂纹，称为宏 观裂纹

S112交变应力的循环特征、应力幅度和平均应力一、名词o-t1.交变应力图2.应力循环BwD应力每重复变化一次称为应力的一次循环Omin当.rOminmax3.交变应力的循环特Omax征r：Omax当:r:[OminNmaxOmin+0Ominmax4.交变应力的平均应力Om0m25.交变应力的应力幅Q。OOminmax22

一、名词 1.交变应力图：  − t 2.应力循环 应力每重复变化一次， 称为应力的一次循环 3.交变应力的循环特 征r： 4.交变应力的平均应力  m 5.交变应力的应力幅  a 当 max min min max :      r = 2  max  min  + m = 2  max  min  − a = min max min max :   当    r = §11—2 交变应力的循环特征、应力幅度和平均应力

二、交变应力下应力循环的分类1.对称循环：O-0minmaxr =-l,m=0,0。=0max2.非对称循环（r丰-1的各种应力循环）

二、交变应力下应力循环的分类： 1.对称循环：  max = − min max r = −1, m = 0, a =  2.非对称循环（r≠-1 的各种应力循环）：

非对称循环的两个特例：特点：r=0(1)月脉动循环0.0三=0OOmnmmax12(2)静应力：特点：r=10,=0,0=0=0mmaxmn

非对称循环的两个特例： （1）脉动循环： （2）静应力： min max 2 1  = 0, m =  a =   a =  max =  min =  m 0, t σ 特点：r = 0 特点：r = 1

O+X任一非对称循环都是一个对称循环和一个静应力的加的结果X对一点处来说，若r不同，实际承受疲劳载荷的能力不同，而r = -1时，是最危险的

※ 任一非对称循环都是一个对称 循环和一个静应力的叠加的结果 ※ 对一点处来说，若r不同，实 际承受疲劳载荷的能力不同，而 r = -1时，是最危险的。 t σ + =

S113持久极限弯曲变形下对称循环时材料持久极限的测定一.试验方法：试件：直径7—10mm光滑小试件6—10根NOM计数器支承简旋转试样M中电码

§11—3 持久极限 弯曲变形下对称循环时材料持久极限的测定 一.试验方法： 试件：直径7 —10mm光滑小试件6 —10根 A M + x

加载：第一根：使αmax= 0.6αb，得转断时圈数N1第二根：使αmax=0.5αb，得转断时圈数N2>N1，第三根：使max= 0. 4αb，得转断时圈数N3>N2N:疲劳寿命一一一试件破坏前转过的圈数或日经过的应力循环次数omax疲劳寿命曲线试验点S-N曲线0-1N

加载： 第一根：使σmax = 0.6σb，得转断时圈数N1， 第二根：使σmax = 0.5σb，得转断时圈数N2＞N1， 第三根：使σmax = 0.4σb，得转断时圈数N3＞N2 N：疲劳寿命 -试件破坏前转过的圈数或曰经过的应力循环次数 疲劳寿命曲线 S-N曲线 σmax σ-1