第四篇机械零件的疲劳强度第四篇机械零件的疲劳强度疲劳断裂的特征疲劳断裂的特征疲劳断裂的特征疲劳断裂的特征一、失效形式：疲劳断裂二、疲劳破坏特征：1、断裂过程：①产生初始裂纹（应力较大处）②裂纹尖端在切应力作用下，反复扩展，直至产生疲劳裂纹。2、断裂面：①光滑区（疲劳发展区）②粗糙区（脆性断裂区）3、无明显塑性变形的脆性突然断裂4、破坏时的应力（疲劳极限）远小于材料的屈服极限第7章机械零件的疲劳强度计算7.1变应力的种类和特征7.2疲劳极限与极限应力线图7.3影响机械零件疲劳强度的因素7.4稳定变应力下机械零件的疲劳强度计算7.5规律性不稳定变应力时机械零件的疲劳强度计算7.6机械零件的接触疲劳强度华南理工大学37.1变应力的种类和特征7.1.1变载荷变载荷又可以分为循环变载荷随机变载荷动载荷4载荷循环变化时，称为循环变载荷。每个工作循环内的载荷不变、各循环的载荷又相同时，称为稳定循环载荷。图7.1稳定循环载荷Ft5若每个工作循环内的载荷是变化时，则称为不稳定循环载荷。在一个工作循环中，速度发生变化，载荷也随之不稳定变化。图7.2不稳定循环载荷(a)加速度=常数(b)加速度常数力FF工作循环工作循环速度vtvt6很多机械，如汽车、飞机、农业机械等，由于工作阻力变动、冲击振动等的偶然性，载荷的频率和幅值随时间按随机曲线变化，这种载荷称为随机变载荷。突然作用且作用时间很短的载荷称为动载荷，例如冲击载荷、机械起动和制动时的惯性载荷、振动载荷等。动载荷也可以是循环作用的，例如多次冲击载荷。图7.3随机变载荷Ft7图7.1~图7.3的载荷与时间坐标图称为载荷谱，可以用分析法或实测法得出，在很多情况下，只能实测得出。为了计算方便，常将载荷谱简化为简单的阶梯形状。设计时，如果有载荷谱资料，所设计的机械其可靠性可大大提高。图7.4旋转起重机的载荷谱III—制动ⅠⅢⅡI—起动；II—匀速运动；87.1.2变应力的种类由于载荷随时间的变化，应力也将随时间而变化。按随时间变化的情况，变应力大体可分为以下三种类型：1．稳定循环变应力：2．不稳定循环变应力：3．随机变应力：应力随时间按一定规律周期性变化，且变化幅度保持稳定。应力随时间按一定规律周期性变化，但变化幅度不稳定，其幅度的变化保持一定规律。应力随时间变化没有规律，应力变化不呈周期性，带有很大的偶然性。9图7.5变应力周期时间t(a)稳定循环变应力(c)随机变应力(b)不稳定循环变应力时间t周期t尖峰应力σ10一般的稳定循...