2011《机电设备评估基础》讲义：第八章(5)

会计考友

　四、循环应力的特性。
　　循环应力的特性用最小应力与最大应力的比值r= σmin/σmax 表示，r称为循环特征。对应于不同循环特征，有不同的S一N曲线、疲劳极限和条件疲劳极限。对不同方向的应力，可用正负值加以区别，如拉应力为正，压应力为负值。当r=—1，即σmin=-σmax时，称为对称循环应力;当r=0,即σmin=0 时，称为脉动循环应力;当r=+1，即σmin=σmax时，应力不随时间变化，称为静应力;当+l>r>-1时，统称为不对称循环应力。对应于不同循环特征，有不同的S--N曲线、疲劳极限和有限寿命的条件疲劳极限。疲劳极限曲线如图8-4。
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　　五、疲劳极限
　　材料疲劳极限可从有关设计手册、材料手册中查出。缺乏疲劳极限数据时，可用经验的方法根据材料的屈服极限σs，和强度极限σb计算。
) q+ r" t: F) ]　　零件的疲劳极限σrk 和τrk是根据所使用材料的疲劳极限，考虑零件的应力循环特性、尺寸效应、表面状态应力集中等因素确定的。按表8-1计算。其系数是K、ε、β、ψ。计算方法如例5见教材470页。
" |0 c+ W" _3 W/ x　　六、疲劳损伤积累理论。
　　疲劳损伤积累理论认为，当零件所受应力高于疲劳极限时，每一次载荷循环都对零件造成一定量的损伤，并且这种损伤是可以积累的;当损伤积累到临界值时，零件将发生疲劳破坏。较重要的疲劳损伤积累理论有线性和非线性疲劳损伤积累理论，线性疲劳损伤积累理论认为，每一次循环载荷所产生的疲劳损伤是相互独立的，总损伤是每一次疲劳损伤的线性累加，它最具代表性的理论是帕姆格伦一迈因纳定理，应用最多的是线性疲劳损伤积累理论。
　　帕姆格伦一迈因纳(Palmgren-Miner)定理。 设在载荷谱中，有应力幅为，σ1、σ2、… σi ，各级应力，其循环数分别为n1、n2，…ni ，从材料的S—N曲线，可以查到对应于各级应力的达到疲劳破坏的循环数N1，N2，…Ni，根据疲劳损发生疲劳破坏，即损伤率达到100%的条件为：Σni/ Ni=1
: K7 C; H8 b/ z  e& y& c1 U　　由上式可得到疲劳寿命
$ S+ Y& l) A1 F4 I/ q6 G! a# _3 y　　N=1/Σ(1/ Ni)( ni/N)
) H: r) x' i0 b2 ^　　七、疲劳寿命理论的应用