1 1 機(jī) 械 零 件 工 作 能 力 及 變 形 形 式 2 軸 的 拉 伸 和 壓 縮 3 剪 切 和 擠 壓 4 圓 軸 的 扭 轉(zhuǎn) 5 彎 曲 6 疲 勞 強(qiáng) 度 概 述 2工 作 能 力 ： 機(jī) 械 零 件 不 發(fā) 生 失 效 的 安 全 工 作 限 度 。 失 效 ： 零 件 喪 失 工 作 能 力 或 達(dá) 不 到 設(shè) 計(jì) 要 求 。 破 壞 常 見 失 效 形 式 ： 斷 裂 、 塑 性 變 形 、 疲 勞 破 壞 、 表 面 磨 損 、過 大 的 彈 性 變 形 、 連 接 松 動(dòng) 、 打 滑 等 。 3 對 受 載 零 件 而 言 ， 零 件 的 工 作 能 力 為 承 載 能 力 ， 主 要 包括 強(qiáng) 度 和 剛 度 兩 個(gè) 方 面 。強(qiáng) 度 ： 指 零 件 在 外 載 下 抵 抗 斷 裂 和 塑 性 變 形 的 能 力 。剛 度 ： 指 零 件 在 外 載 下 抵 抗 過 大 彈 性 變 形 的 能 力 。 剛 度 不 足 影 響 強(qiáng) 度 剛 度 不 足 影 響 加 工 精 度 41. 拉 伸 2. 壓 縮 53. 擠 壓 和 剪 切 4. 扭 轉(zhuǎn)5. 彎 曲 6F F受 拉 拉 伸 變 形 FF 受 壓 壓 縮 變 形FF 7外 力 內(nèi) 力平 衡 方 程 ： F x=0 FA=F 根 據(jù) 內(nèi) 力 并 不 能 判 斷 軸 的 強(qiáng) 度 。應(yīng) 力 ： 截 面 上 單 位 面 積 所 受 內(nèi) 力 。應(yīng) 力 單 位 ： MPa=N/mm 2根 據(jù) 應(yīng) 力 也 不 能 判 斷 軸 的 強(qiáng) 度 。 8低 碳 鋼 拉 伸 時(shí) 的 力 學(xué) 性 能 標(biāo) 準(zhǔn) 試 樣尺 寸 d0， L0拉 伸 試 驗(yàn) 力 -伸 長 量 線 圖消 除 尺 寸 影 響 ： F 應(yīng) 力 =F/A0 l 應(yīng) 變 =l/L0 9應(yīng) 力 -應(yīng) 變 線 圖： Oa段 +ab段 ， 彈 性 變 形 ， a點(diǎn) 應(yīng) 力 ， b點(diǎn)應(yīng) 力 。 ： bc段 ， 不 增 大 載 荷時(shí) ， 應(yīng) 變 明 顯 增 大 ， 失 去 抵 抗 ，稱 為 屈 服 現(xiàn) 象 ， 最 低 點(diǎn) c點(diǎn) 應(yīng) 力。 lim =s： cd段 ， 增 大 變 形 ，需 增 大 拉 力 ， 稱 為 材 料 的 強(qiáng) 化 ，最 高 點(diǎn) d點(diǎn) 應(yīng) 力 。： de段 ， 試 件 局 部 變細(xì) ， 出 現(xiàn) 頸 縮 現(xiàn) 象 ， 繼 續(xù) 變 形所 需 拉 力 減 小 ， e點(diǎn) 試 樣 斷 裂 。 10 11鑄 鐵 拉 伸 時(shí) 的 力 學(xué) 性 能 彈 性 變 形 無 直 線 部 分 無 屈 服 現(xiàn) 象 和 頸 縮 現(xiàn) 象 斷 裂 時(shí) 強(qiáng) 度 極 限 不 高 ， 應(yīng) 變 小 lim =b 12金 屬 材 料 壓 縮 時(shí) 的 力 學(xué) 性 能 低 碳 鋼 受 壓 鑄 鐵 受 壓 鑄 鐵 抗 壓 能 力 大 于 抗 拉 能 力 。 13胡 克 定 律 和 泊 松 比低 碳 鋼 拉 伸 試 驗(yàn) 時(shí) ， 在 比 例 極 限 內(nèi) ， 應(yīng) 力 與 應(yīng) 變 成 正 比 。E ， 碳 鋼 一 般 E=190210 GPa 14零 件 軸 向 拉 壓 時(shí) 要 滿 足 強(qiáng) 度 條 件 ： 名 義 載 荷 Fca=KF， Tca=KT， Pca=KPK載 荷 系 數(shù) 27應(yīng) 力 的 分 類應(yīng) 力 靜 應(yīng) 力變 應(yīng) 力 28r=1 靜 應(yīng) 力 r = -1 對 稱 循 環(huán) 應(yīng) 力 r=0 脈 動(dòng) 循 環(huán) 應(yīng) 力 非 對 稱 循 環(huán) 應(yīng) 力 29Fn a a0 tt0 靜 應(yīng) 力 只 能 由 靜 載 荷 產(chǎn) 生 ，變 應(yīng) 力 可 能 由 變 載 荷 或 靜 載 荷產(chǎn) 生 。 在 變 應(yīng) 力 下 ， 零 件 的 主 要失 效 形 式 為 ： 疲 勞 破 壞 30 u 最 大 應(yīng) 力 遠(yuǎn) 小 于 材 料 極 限 應(yīng) 力 。u 疲 勞 斷 口 ： 無 明 顯 塑 性 變 形 的 脆 性 突 然 斷 裂 。u 疲 勞 斷 裂 是 微 觀 損 傷 累 積 到 一 定 程 度 的 結(jié) 果 。產(chǎn) 生 微 小 裂 紋 疲 勞 斷 裂 具 有 以 下 特 征 ： u 斷 裂 面 累 積 損 傷 區(qū) ： 表 面 光 滑 ； 折 斷 區(qū) ： 表 面 粗 糙 。表 面 光 滑表 面 粗 糙微 裂 紋 逐 漸 擴(kuò) 展突 然 脆 性 斷 裂