第4章无限寿命设计法课件.ppt

1、西南交通大学电子讲义1第第4章章 无限寿命设计法无限寿命设计法第4章 无限寿命设计法 24.1 概述概述q疲劳寿命设计方法包括：无限寿命设计法和有限寿命设计法疲劳寿命设计方法包括：无限寿命设计法和有限寿命设计法（名义应力法和局部应力应变法）。（名义应力法和局部应力应变法）。q无限寿命设计法的出发点：零件在设计应力下能长期安全使无限寿命设计法的出发点：零件在设计应力下能长期安全使用。（用。（20世纪世纪40年代由谢联先提出，目前仍广泛使用）年代由谢联先提出，目前仍广泛使用）q使用条件：使用条件：v 等幅加载时，等幅加载时，工作应力工作应力smax s-1(疲劳极限疲劳极限)v 变幅、交变应力中，

2、如果超过疲劳极限的过载应力数值不大、作用变幅、交变应力中，如果超过疲劳极限的过载应力数值不大、作用次数又很少时，可忽略，而按次数又很少时，可忽略，而按作用次数较多的最大交变应力作用次数较多的最大交变应力smax-1）由式（3-27）得到：压缩平均应力折算系数（R-1）可保守地取=0，偏于安全。v 切应力切应力 建议：MPabfffa35011式估算：为真断裂强度，可用下为对称弯曲疲劳极限；式中，四四.许用安全系数的确定许用安全系数的确定v经验法经验法对于有足够使用经验的产品，许用安全系数可根据经验确定。若无具体的许用安全系数数据，推荐使用如下数据：轧钢件和锻钢件：n=1.52.5；铸钢件：n=

3、1.82.8；试验与计算精度高、材质均匀时，n取1.31.5；重要零部件加大1.31.5倍。v分解法分解法n=nsn1ns为强度安全系数，当材料的性能比较均匀时，ns=1.11.2；当材料性能不均匀时，ns=1.5；n1为应力安全系数，当载荷及应力都很精确时，n1=1.11.2;当载荷及应力不精确且有冲击时，n1=1.52.0。v用可靠性理论计算（略）用可靠性理论计算（略）解：（1）基本思路：非对称循环载荷。用公式（4-3）进行校核。（2）用敏感系数法求K。其中，Kt值已知，需要确定的是q和1。4.4 例题例题 如图所示为梯形圆截面合金钢杆，D=42mm，d=30mm，r=3.5mm。已知杆表

4、面精车加工，凹槽的理论应力集中系数为Kt=3.5；b=1000Mpa；-1=400Mpa；Pmax=45000N,Pmin=450N的轴向交变载荷作用下工作。设安全系数n=2，校核其强度。)34(1nKnmaaDaaD正应力)24(111aKKD其中：。、以及，、需要求maDKKminmax1)143()1(11tKqKq求q值。由式（3-7a）计算敏感系数的公式(也可用式（3-6）计算)9311.05.3/26.011q其中r=3.5(已知条件)a由图3-4查得。对应b=1000MPa，a=0.26raq/11q求表面加工系数1。由图3-7得1=0.92。14153.392.0)15.3(9

5、311.01)1(11tKqK(也可用式（3-4）计算)1(1tKqK（3）查尺寸系数22853.3192.01114153.3111KKD由图（3-6）查得合金钢的弯曲尺寸系数。其中曲线6对应强度极限为1000MPa.D=42mm时，=0.63；d=30mm时，=0.70。对于拉压情况，当直径小于50mm时，无尺寸效应，所以=1.(P54,影响因素（1）)（4）计算KD值。（5）计算缺口试样的平均应力折算系数。用式（3-27）其中，真断裂强度（式3-23）f1MPaMPabf135035010003502963.01350400,40011f得到代入（6）计算max,min,m,a。（7）校核。满足强度要求,可以长期使用。)(513.312/)()(149.322/)()(636943.003.014.325.045041)(6943.6303.014.325.04500041minmaxminmax22minmin22maxmaxMPaMPaMPadPMPadPam2591.3149.322963.0513.3122853.34001maaDaaDKn复习思考题复习思考题q无限设计法的出发点和适用范围各是什么？无限设计法的出发点和适用范围各是什么？q理解公式（理解公式（4-1，4-2，4-3）。）。q理解例题。理解例题。