机械设计基础力学基础.pptx

11 1 机械零件工作能力及变形形式机械零件工作能力及变形形式2 2 轴的拉伸和压缩轴的拉伸和压缩3 3 剪切和挤压剪切和挤压4 4 圆轴的扭转圆轴的扭转5 5 弯曲弯曲6 6 疲劳强度概述疲劳强度概述2工作能力：机械零件不发生失效的安全工作限度。 失效：零件丧失工作能力或达不到设计要求。 破坏 常见失效形式：断裂、塑性变形、疲劳破坏、表面磨损、过大的弹性变形、连接松动、打滑等。3 对受载零件而言，零件的工作能力为承载能力，主要包括强度和刚度两个方面。强度：指零件在外载下抵抗断裂和塑性变形的能力。刚度：指零件在外载下抵抗过大弹性变形的能力。刚度不足影响强度刚度不足影响加工精度41. 拉伸拉伸2. 压缩压缩53. 挤压和剪切挤压和剪切4. 扭转扭转5. 弯曲弯曲6FF受拉 拉伸变形FF受压 压缩变形FF7外力 内力平衡方程：Fx=0 FA=F根据内力并不能判断轴的强度。应力：截面上单位面积所受内力。应力单位：MPa=N/mm2根据应力也不能判断轴的强度。8低碳钢拉伸时的力学性能低碳钢拉伸时的力学性能 标准试样尺寸d0，L0拉伸试验力-伸长量线图消除尺寸影响： F 应力 =F/A0 l 应变 =l/L09应力-应变线图：Oa段+ab段，弹性变形，a点应力，b点应力。：bc段，不增大载荷时，应变明显增大，失去抵抗，称为屈服现象，最低点c点应力。 lim =s：cd段，增大变形，需增大拉力，称为材料的强化，最高点d点应力。：de段，试件局部变细，出现颈缩现象，继续变形所需拉力减小，e点试样断裂。1011铸铁拉伸时的力学性能铸铁拉伸时的力学性能 弹性变形无直线部分 无屈服现象和颈缩现象 断裂时强度极限不高，应变小lim =b12金属材料压缩时的力学性能金属材料压缩时的力学性能 低碳钢受压 铸铁受压 铸铁抗压能力大于抗拉能力。13胡克定律和泊松比胡克定律和泊松比低碳钢拉伸试验时，在比例极限内，应力与应变成正比。E，碳钢一般E=190210 GPa14零件轴向拉压时要满足强度条件： 名义载荷Fca=KF，Tca=KT，Pca=KPK载荷系数27应力的分类应力的分类应力静应力变应力28r=1 静应力 r = -1 对称循环应力 r=0 脉动循环应力 非对称循环应力 29Fnaa0tt0 静应力只能由静载荷产生，变应力可能由变载荷或静载荷产生。 在变应力下，零件的主要失效形式为：疲劳破坏 30u最大应力远小于材料极限应力。u 疲劳断口：无明显塑性变形的脆性突然断裂。u 疲劳断裂是微观损伤累积到一定程度的结果。产生微小裂纹 疲劳断裂具有以下特征：疲劳断裂具有以下特征： u 断裂面累积损伤区：表面光滑；折断区：表面粗糙。表面光滑表面光滑表面粗糙表面粗糙微裂纹逐渐扩展突然脆性断裂