疲劳强度试题
机械零件的疲劳强度设计文件类型：DOC/Microsoft Word 文件大小：字节
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第三章机械零件的疲劳强度设计
一,选择题
3-1 45钢的持久疲劳极限σ-1=270MPa,,设疲劳曲线方程的幂指数m=9,应力循
环基数N0=5×106次,当实际应力循环次数N=104次时,有限寿命疲劳极限为
____________MPa.
(1)539 (2)135 (3)175 (4)417
3-2 有一根阶梯轴,用45钢制造,截面变化处过渡圆角的疲劳缺口系数Kσ=1.58,表面状态系数β=0.28,尺寸系数εσ=0.68,则其疲劳强度综合影响系数
KσD=____________.
(1)0.35 (2)0.88 (3)1.14 (4)2.83
3-3 形状,尺寸,结构和工作条件相同的零件,采用下列不同材料制
造:a)HT200;b)35钢;c)40CrNi钢.其中设计零件的疲劳缺口系数最大和最小的
分别是____________.
(1)a)和b) (2)c)和a) (3)b)和c)
(4)b)和a) (5)a)和c) (6)c)和b)
3-4 零件的截面形状一定,如绝对尺寸(横截面尺寸)增大,疲劳强度将随之
____________.
(1)增高 (2)不变 (3)降低
3-5 零件的形状,尺寸,结果相同时,磨削加工的零件与精车加工相比,其疲劳强
度____________.
(1)较高 (2)较低 (3)相同
3-6 零件表面经淬火,渗氮,喷丸,滚子碾压等处理后,其疲劳强度____________.
(1)增高 (2)降低 (3)不变 (4)增高或降低视处理方法而定
3-7 影响零件疲劳强度的综合影响系数KσD或KτD与____________等因素有关.
(1)零件的应力集中,加工方法,过载
(2)零件的应力循环特性,应力集中,加载状态
(3)零件的表面状态,绝对尺寸,应力集中
(4)零件的材料,热处理方法,绝对尺寸.
3-8 已知设计零件的疲劳缺口系数Kσ=1.3,尺寸系数εσ=0.9,表面状态系数
βσ=0.8.则疲劳强度综合影响系数KσD为____________.
(1)0.87 (2)0.68 (3)1.16 (4)1.8
3-9 已知零件的极限应力σr=200MPa,许用安全系数[S]=2,影响零件疲劳强度
的系数为Kσ=1.2,εσ=0.83,βσ=0.90.则许用应力为[σr]___________MPa.
(1)160.6 (2)106.7 (3)62.25 (4)110.7
3-10 绘制设计零件的σm-σa极限应力简图时,所必须的已知数据是
___________.
(1)σ-1,σ0,σs, Kσ (2)σ-1,σ0,σs, KσD
(3)σ-1,σs, ψσ, Kσ (4)σ-1,σ0,ψσ, KσD
3-11 在图示设计零件的σm-σa极限应力简图中,如工作应力点M所在的ON线与横轴间夹角θ=45o,则该零件受的是___________.
(1)不变号的不对称循环变应力
(2)变号的不对称循环变应力
(3)脉动循环变应力
(4)对称循环变应力
3-12 在题3-11图所示零件的极限应力简图中,如工作应力点M所在的ON线与横轴之间的夹角θ=90o时,则该零件受的是___________. 题3-11图
(1)脉动循环变应力 (2)对称循环变应力
(3)变号的不对称循环变应力 (4)不变号的不对称循环变应力
3-13 已知一零件的最大工作应力σmax=180MPa,最小工作应力σmin=-80MPa.则在图示的极限应力简图中,该应力点M与原点的连线OM与横轴间的夹角θ为___________.
(1)68o57'44''(2)21o2'15''(3)66o2'15''(4)74o28'33''
题3-13图题3-14图
3-14 在图示零件的极限应力简图上,M为零件的工作应力点,若加载于零件的过程中保持最小应力σmin为常数.则该零件的极限应力点应为__________. (1)M1 (2)M2 (3)M3 (4)M4
3-15 上题若在对零件加载的过程中保持应力比r为常数.则该零件的极限应力点应为__________.
(1)M1 (2)M2 (3)M3 (4)M4
3-16 3-14题若在对零件的加载过程中保持平均应力σm=常数.则该零件的极限应力点应为__________.
(1)M1 (2)M2
(3)M3 (4)M
3-17 零件的材料为45钢,σb=600MPa,σs=355MPa,σ-1=270MPa,ψσ=0.2,零件的疲劳强度综合影响系数KσD=1.4.则在图示的零件极限应力简图中θ角为__________
题3-17图
(1)36o55'35'' (2)41o14'22'' (3)48o45'38''
3-18 已知45钢调制后的力学性能
为:σb=620MPa,σs=350MPa,σ-1=280MPa,σ0=450MPa.则ψσ为__________.
(1)1.6 (2)2.2 (3)0.24 (4)0.26
3-19 某零件用45Mn2制造,材料的力学性能
为:σb=900MPa,σs=750MPa,σ-1=410MPa,ψσ=0.25.影响零件疲劳强度的系数为:Kσ=1,εσ=0.85,βσ=0.8.则该零件受脉动循环变应力作用时,其极限应力为__________.
(1)223 (2)328 (3)551 (4)656
3-20 在题3-11图所示零件的极限应力简图中,如工作应力点M所在的ON线与横轴间的夹角θ=50o,则该零件受的是__________.
(1)脉动循环变应力 (2)对称循环变应力
(3)变号的不对称循环变应力 (4)不变号的不对称循环变应力
3-21 一零件由40Cr制成,已知材料的
σb=980MPa,σs=785MPa,σ-1=440MPa,ψσ=0.3.零件的最大工作应力
σmax=240MPa,最小工作应力σmin=-80MPa,疲劳强度综合影响系数KσD=1.44.则当应力比r=常数时,该零件的疲劳强度工作安全系数S为__________. (1)3.27 (2)1.73 (3)1.83 (4)1.27
3-22 一零件由20Cr制成,已知σ-1=350MPa,σs=540MPa,ψσ=0.3,零件的最大工作应力σmax=185MPa,最小工作应力σmin=-85MPa,疲劳强度综合影响系数KσD=1.41.则当平均应力常数时该零件按应力幅计算的工作安全系数为
__________.
(1)4.07 (2)2.89 (3)2.59 (4)1.76
3-23 若材料疲劳曲线方程的幂指数m=9,则以对称循环应力σ1=500MPa作用于零件N1=104次以后,它所造成的疲劳损伤,相当于应力σ2=450MPa作用于零件__________次.
(1)0.39×104 (2)1.46×104 (3)2.58×104 (4)7.45×104
3-24 若材料疲劳曲线方程的幂指数m=9,则以对称循环应力σ1=400MPa作用于零件N1=105次以所造成的疲劳损伤,相当于应力σ2=__________MPa作用于零件N2=104次所造成的疲劳损伤.
(1)517 (2)546 (3)583 (4)615
3-25 45钢经调制后的疲劳极限σ-1=300MPa,应力循环基数N0=5×106次,疲劳曲线方程的幂指数m=9,若用此材料做成的试件进行试验,以对称循环应力
σ1=450MPa作用104次,σ2=400MPa作用2×104次.则工作安全系数为
__________.
(1)1.14 (2)1.25 (3)1.47 (4)1.65
3-26 45钢经调制后的疲劳极限σ1=300MPa,应力循环基数N0=5×106次,疲劳曲线方程的幂指数m=9,若用此材料做成的试件进行试验,以对称循环应力
σ1=450MPa作用104次,σ2=400MPa作用2×104次后,再以σ3=350MPa作用于此试件,直到它破坏为止,试件还能承受的应力循环次数为__________次. (1)6.25×105 (2)9.34×105 (3)1.09×106 (4)4.52×106
二,分析与思考题
3-27 机械零件疲劳强度的计算方法有哪两种其计算准则各是什么
3-28 机械零件在变应力条件下工作发生疲劳断裂而失效的过程怎样
3-29 在一定的应力比r下工作的金属试件,其应力循环次数与疲劳极限之间有怎样的内在联系怎样区分试件的无限工作寿命和有限工作寿命怎样计算在有限寿命下工作的试件的疲劳极限
3-30 什么是应力循环基数一般碳钢和高硬度合金钢的循环基数是多少
3-31 按疲劳曲线(σ-N)设计零件时,适用的条件是什么当循环次数NN0,即按无限寿命计算.
3-69 有一轴工作时频繁的正反转,用45钢制造,调制处理,其对称循环疲劳极限σ-1=300MPa,τ-1=155MPa,许用安全系数[S]=2,轴危险截面的直径d=40mm,疲劳强度综合影响系数KσD=2.5,KτD=1.5.当传递的转矩T=500N·m时,还允许承受多大弯矩M.
3-70 已知火车轮轴的尺寸及受力情况如图所示.轴的材料为45钢调
制,σs=360MPa,σ-1=270MPa,危险截面Ⅰ—Ⅰ,Ⅱ—Ⅱ上的疲劳缺口系数
Kσ=1.75,尺寸系数εσ=0.65,表面状态系数βσ=0.92.试确定轴的安全系数S.计算时可按无限寿命考虑,忽略剪力的作用.
题3-70图
3-71 题3-70中若轴的转速n=20r/min,载荷稳定不变.要求试用寿命5年,每年工作240天,每天累计工作3h.材料疲劳曲线方程的幂指数m=9,应力循环基数
N0=107.试按有限寿命计算:(1)轴的寿命系数KN;(2)轴的安全系数S.
3-72 上题中除轴在每1h内的工作情况按图示的载荷谱作周期性的重复变动和每天工作4h外其它条件都不变.试确定:(1)寿命系数KN;(2)安全系数S.
3-73 一滑轮轴在一个周期内的载荷和转速变化情况如图所示.若使用寿命预期为8年,每年工作240天,每天累计工作2h;轴材料的疲劳曲线方程的幂指数m=9,应力循环基数N0=107.试计算轴的寿命系数KN.
题3-72图题3-73图
3-74 一零件在非稳定对称循环弯曲应力下工作,在σ1=600MPa时应力循环了
N1'=1.5×105次,试用疲劳损伤累积假说估算,若该零件再受σ2=450MPa的作用直至破坏,问该零件还能继续工作多少次循环.已知σ-1=400MPa.
疲劳强度的计算
摘要：零件的疲劳强度是一个值得深刻探讨的问题，在众多领域有着至关重要 的地位，零件的疲劳强度决定了其疲劳寿命，也就决定了对零件的选择和对这个器件的设计。本论文在参考多方资料，以及在平日学习中积累总结的经验之后，对零件疲劳强度的计算有了一些结论，得出影响导致零件疲劳的原因有破坏应力与循环次数之间量的变化影响，静应力的影响，应力集中的影响，零件绝对尺寸的影响，表面状态与强化的影响等方面。在分析零件疲劳产生原因之后，得出许多关系变化图与计算方法。运用这些计算方法，对零件疲劳极限进行了计算上的确定。并总结出疲劳强度在一些条件下的相关计算方法，如在简单应力状态，复杂应力状态下的不同。对疲劳强度安全系数的确定也进行了一系列分析，最后，尝试建立了疲劳强度的统计模型。 Abstract：The fatigue strength of parts is a worthy of deep discussion, have a vital role in many fields, the fatigue strength of parts determines its fatigue life, also decided on the part of the selection and the device design.This paper in reference to various data, and after the usual study accumulation experience, calculation of the fatigue strength of parts have some conclusion, that caused damage should change between force and the number of cycles of the causes of fatigue parts, the influence of static stress, effect of stress concentration, affects the absolute size, surface state and strengthening effect etc.. After the analysis of fatigue causes, draw many relationship graph and calculation method. Using the calculation method of fatigue limit, determined the calculation. And summarizes the related calculation under some conditions the method of fatigue strength, as in the simple stress state, the complex stress state under the different. Determination of the fatigue strength safety factor is also carried out a series of analysis, finally, try to establish a statistical model of fatigue strength. 关键词：零件疲劳寿命疲劳强度 Key word:Spare parts Fatigue life Fatigue strength
螺栓疲劳强度计算分析
螺栓疲劳强度计算分析 摘要：在应力理论、疲劳强度、螺栓设计计算的理论基础之上，以疲劳强度计算所采取的三种方法为依据，以汽缸盖紧螺栓连接为研究对象，进行本课题的研究。假设汽缸的工作压力为0~1N/mm2=之间变化，气缸直径D2=400mm，螺栓材料为5.6级的35钢，螺栓个数为14，在F〞=1.5F，工作温度低于15℃这一具体实例进行计算分析。利用ProE建立螺栓连接的三维模型及螺杆、螺帽、汽缸上端盖、下端盖的模型。先以理论知识进行计算、分析，然后在分析过程中借助于ANSYS有限元分析软件对此螺栓连接进行受力分析，以此验证设计的合理性、可靠性。经过近几十年的发展，有限元方法的理论更加完善，应用也更广泛，已经成为设计，分析必不可少的有力工具。然后在其分析计算基础上，对于螺栓连接这一类型的连接的疲劳强度设计所采取的一般公式进行分类，进一步在此之上总结。 关键词：螺栓疲劳强度，计算分析，强度理论，ANSYS 有限元分析。
Bolt fatigue strength analysis Abstract: In stress fatigue strength theory，bolt，design calculation theory foundation to fatigue strength calculation for the three methods adopted according to the cylinder lid，fasten bolt connection as the object of research，this topic research. Assuming the cylinder pressure of work is 0 ~ 1N/mm2 changes，cylinder diameters between = = 400mm，bolting materials D2 for ms5.6 35 steel，bolt number for 14，in F "= 1.5 F below 15 ℃，the temperature calculation and analysis of concrete examples. Using ProE establish bolt connection three-dimensional models and screw，nut，cylinder under cover，cover model. Starts with theoretical knowledge calculate，analysis，and then during analysis，ANSYS finite element analysis software by this paper analyzes forces bolt connection，to verify the rationality of the design of and reliability. After nearly decades of development，the theory of finite element method is more perfect，more extensive application，has become an indispensable design，analysis the emollient tool. Then in its analysis and calculation for bolt connection，based on the type of connection to the fatigue strength design of the general formula classification，further on top of this summary. Keywords: bolt fatigue strength，calculation and analysis，strength theory，ANSYS finite elements analysis.
14 抗压疲劳变形试验
抗压疲劳变形试验3D动画补充材料本动画配套《普通混凝土长期性能和耐久性性能试验方法标准》GB/T50082-2009中“抗压疲劳变形试验”。混凝土的抗压疲劳性能是混凝土的一项重要性质，如何正确评价是一个难题。本次标准修订将原采用混凝土的抗压疲劳强度指标修改为疲劳累计变形指标。本方法适用于在自然条件下，通过测定混凝土在等幅重复荷载作用下疲劳累计变形与加载循环次数的关系，来反映混凝土抗压疲劳变形性能。 一试验主要器材列表 1.混凝土搅拌机（图示：双卧轴混凝土试验用搅拌机） 2.混凝土振动台
3.疲劳试验机 4.微变形测量装置（图示:电阻应变片）
5.微变形测量仪器（图示：静态应变仪） （注：应符合JG/T247相关规定）6.其他器材 粘结材料：环氧树脂或502胶等 二试验试件要求
抗压疲劳变形试验应采用尺寸为100mm×100mm×300mm的棱柱体试件。试件应在振动台上成型，每组试件应至少为6个，其中3个用于测量试件的轴心抗压强度 f，其余3个 c 用于抗压疲劳变形性能试验。 三试验步骤 试验步骤请观看试验动画。 四数据处理 每组应取3个试件在相同加载次数时累积变形的算术平均值作为该组混凝土试件在等幅重复荷载下的抗压疲劳变形测定值，精确至0.001mm/m。
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钢筋疲劳计算
这部分要求大家掌握： 影响疲劳强度的主要因素包括，应力幅，应力循环次数，结构构造细节（构造细节决定了应力集中程度，教材按照规范把不同的构造分成了8种类型），疲劳强度的计算。 疲劳破坏属于脆断。 GB50017-2003规定，小结如下： 1、直接承受动力荷载重复作用的钢结构及其连接，当应力变化的循环次数n 等于或大于5万次时（美国规范是2万次），应进行疲劳计算； 2、应力循环中不出现拉应力的部位，可不计算疲劳； 3、计算疲劳时，应采用荷载的标准值； 4、对于直接承受动力荷载的结构，计算疲劳时，动力荷载标准值不乘动力系数； 5、疲劳计算应采用容许应力幅法，应力按弹性状态计算。区分为常幅疲劳和变幅疲劳。常幅疲劳计算如下：Δσ≤[Δσ] Δσ——对焊接部位为应力幅，Δσ=σmax -σmin 对非焊接部位为折算应力幅，Δσ=σmax -0.7σmin βσ/1][?? ? ??=?n C ，n ——应力循环次数；C 、β参数，查表确定。 6、规定不适用于特殊条件（如构件表面温度大于150℃，处于海水腐蚀环境，焊后经热处理消除残余应力以及低周-高应变疲劳条件等）下的结构构件及其连接的疲劳计算。 规范存在的问题： （1）不出现拉应力的部位可不计算疲劳。但对出现拉应力的部位，例如 σmax =140MPa 、σmin =-10MPa 和σmax =10MPa 、σmin =-140MPa 两种应力循环，Δσ都是150， 按规范计算疲劳强度相同，显然不合理。 （2）螺栓受拉时，螺纹处的应力集中很大，疲劳强度很低，常有疲劳破坏的实例，但规范没有规定，应予补充。
【计算例题】 某承受轴心拉力的钢板，截面为400mm ×20mm ，Q345钢，因长度不够而用横向对接焊缝如图所示。焊缝质量为一级，焊缝表面加工磨平，。钢板承受重复荷载，预期循环次数610=n 次，荷载标准值0,1365min max ==N kN N ，荷载设计值kN N 1880=。试进行疲劳计算。 提示：容许应力幅βσ/1][?? ? ??=?n C ，4,1061.812=?=βC ，2/295mm N f =。 更详细些的规定（不需要大家掌握）：GB50017-2003规范对疲劳计算所作的说明 6.1一般规定 6.1.1本条阐明本章的适用范围为直接承受动力荷载重复作用的钢结构，当其荷载产生应力变化的循环次数4105?≥n 时的高周疲劳计算。需要进行疲劳计算的循环次数，原规范规定为510≥n 次，考虑到在某些情况下可能不安全，参考国外规定并结合建筑钢结构的实际情况，改为4105?≥n 次。 6.1.2本条说明本章的适用范围为在常温、无强烈腐蚀作用环境中的结构构件和连
12普通混凝土长期性能与耐久性能试验方法(GBJ82-85)
12普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法（GBJ82-85） 12.1混凝土试件的制作及养护 12.1.1混凝土长期性能和耐久性能试验应以三个试件为一组。每组试件所用的拌合物根据不同要求应从同一盘搅拌或同一车运送的混凝土中取出，或在试验室用机械或人工单独拌制。用以检验现浇混凝土工程或预制构件质量的试件分组及取样原则，应按现行《钢筋混凝土工程施工及验收规范》及其它有关规定执行。 12.1.2试验室拌制的混凝土制作试件时，其材料用量应以重量计，称量的精度为：水泥、水和外加剂均为±0.5%；骨料为±1%。 12.1.3所有试件应在取样后立即制作，确定混凝土设计特征值、强度等级或进行材料性能研究时，试件的成型方法应根据混凝土的稠度而定。坍落度不大于70mm的混凝土，宜用振动台振实；大于70mm的混凝土宜用捣棒人工捣实。检验现浇混凝土工程和预制构件质量的混凝土，试件成型方法应与实际施工采用的方法相同。 12.1.4制作试件用的试模应符合《混凝土试模》（JGJ3019）中技术要求的规定。制作试件前应将试模清擦干净并在其内壁涂上一层矿物油脂或其它脱膜剂。 12.1.5采用振动台成型时，应将混凝土拌合物一次装入试模，装料时应用抹刀沿试模内壁略加插捣并使混凝土拌合物高出试模上口。振动时应防止试模在震动台上自由跳动。振动应持续到混凝土表面出浆为止，刮除多余的混凝土，并用抹刀抹平。试验室用震动台的振动频率应为50±3Hz，空载时振幅约为0.5mm。 12.1.6人工插捣时，混凝土拌合物应分两层装入试模，每层的装料厚度大致相等。插捣用的钢制捣用棒长为600mm，直径为16mm，端部应磨圆。插捣应按螺旋方向从边缘向中心均匀进行，插捣底层时，捣棒应达到试模表面；插捣上层时，捣棒应穿入下层深度为20～30mm，插捣时捣棒应保持垂直，不得倾斜，并用抹刀沿试模内壁插入数次，每层插捣次数应根据试件的截面而定，一般每100cm截面积不应少于12次。插完后，刮除多余的混凝土，并用抹刀抹平。 12.1.7按各试验方法的具体规定，长期性能及耐久性能试验的试件有标准养护、构件同条件养护及自然养护等几种形式。 12.1.8采用标准养护的试件成型后应覆盖表面，以防止水分蒸发，并应在温度为20±5℃情况下静置一昼夜至两昼夜，然后编号折模。拆模后的试件应立即放在温度为20±3℃，湿度为90%以上的标准养护室中养护。在标准养护室内试件应放在架上，彼此间隔为10～20mm，并应避免用水直接冲淋试件。当无标准养护室时，混凝土试件可在温度为20±3℃的不流动水中养护。水的pH值不应小于7。
疲劳强度考试整理
1.疲劳的定义：材料在循环应力或循环应变作用下，由于某点或某些点产生了局部的永久 结构变化，从而在一定的循环次数以后形成裂纹或发生断裂的过程称为疲劳。 2.疲劳的分类： (1)按研究对象可以分为材料疲劳和结构疲劳 材料疲劳——研究材料的失效机理，化学成分和微观组织对疲劳强度的影响，使用标准试件。结构疲劳——则以零部件、接头以至整机为研究对象，研究它们的疲劳性能、抗疲劳设计方法、寿命估算方法和疲劳试验方法。 (2)按失效周次可以分为高周疲劳和低周疲劳 高周疲劳——材料在低于其屈服强度的循环应力作用下，经104-105以上循环产生的失效。低周疲劳——材料在接近或超过其屈服强度的应力作用下，低于104-105次塑性应变循环产生的失效。 (3)按应力状态可以分为单轴疲劳和多轴疲劳 单轴疲劳——单向循环应力作用下的疲劳，零件只承受单向正应力或单向切应力。 多轴疲劳——多向应力作用下的疲劳，也称复合疲劳。 (4)按载荷变化情况分为恒幅疲劳、变幅疲劳、随机疲劳 恒幅疲劳——所有峰值载荷均相等和所有谷值载荷均相等。 变幅载荷——所有峰值载荷不等，或所有谷值载荷不等，或两者均不等。 随机疲劳——幅值和频率都是随机变化的，而且是不确定的。 (5)按载荷工况和工作环境可以分为常规疲劳、高低温疲劳、热疲劳、热—机械疲劳、腐 蚀疲劳、接触疲劳、微动磨损疲劳和冲击疲劳 常规疲劳——在室温和空气介质中的疲劳。 高低温疲劳——低于室温的疲劳和高于室温的疲劳。 热疲劳——温度循环变化产生的热应力所导致的疲劳。 热-机械疲劳——温度循环与应变循环叠加。 腐蚀疲劳——腐蚀环境与循环应力的复合作用。 接触疲劳——滚动接触零件在循环应力作用下产生损伤。 微动磨损疲劳——接触面的微幅相对振动造成磨损疲劳。 冲击疲劳——重复冲击载荷所导致的疲劳。 3.金属疲劳破坏机理
疲劳强度计算.
疲劳强度计算 一、变应力作用下机械零件的失效特征 1、失效形式：疲劳（破坏）（断裂）——机械零件的断裂事故中，有80%为疲劳断裂。 2、疲劳破坏特征： 1）断裂过程：①产生初始裂反（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）（图2-5） 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。 3、疲劳破坏的机理：是损伤的累笱 4、影响因素：除与材料性能有关外，还与γ，应力循环次数N ，应力幅a σ主要影响 当平均应力m σ、γ一定时，a σ越小，N 越少，疲劳强度越高 二、材料的疲劳曲线和极限应力图 疲劳极限)(N N γλτσ—循环变应力下应力循环N 次后材料不发生疲劳破坏时的最大应力称为材料的疲劳极限 疲劳寿命（N ）——材料疲劳失效前所经历的应力循环次数N 称为疲劳寿命 1、疲劳曲线（N γσ-N 曲线）：γ一定时，材料的疲劳极限N γσ与应力循环次数N 之间关系的曲线 0N —循环基数 γσ—持久极限 1）有限寿命区 当N <103(104)——低周循环疲劳——疲劳极限接近于屈服极限，可接静强度计算 )10(1043≥N ——高周循环疲劳，当043)10(10N N ≤≤时，N γσ随N ↑→N σσ↓ 2）无限寿命区，0N N ≥ γγσσ=N 不随N 增加而变化 γσ——持久极限，对称循环为1-σ、1-τ，脉动循环时为0σ、0τ 注意：有色金属和高强度合金钢无无限寿命区，如图所示。 3）疲劳曲线方程))10(10(04 3N N ≤≤ C N N m m N =?=?0γγσσ——常数
混凝土在轴拉和轴向拉—压疲劳荷载作用下的试验性能.
混凝土在轴拉和轴向拉—压疲劳荷载作用下的试验 性能 桥梁疲劳损坏的情况时有发生,负值应力比下疲劳强度折减系数取值偏高是原因之一。一般在预应力混凝土桥梁中,经受的应力比为负值,即有车辆时 桥梁底面为拉应力,而无车辆时桥梁底面为压应力,我们的部分混凝土试验表明,在应力比为负值时,材料的疲劳强度要降低,或疲劳寿命要减少。所以对钢筋和 混凝土进行应力比为负值的试验是十分必要的。本文作为国家高技术研究发展 计划(863计划)—“基于疲劳和寿命的混凝土桥梁结构设计方法”的一部分,进 行了预应力混凝土在轴向拉-压疲劳荷载作用下的力学性能研究。本文共分为5章,扼要介绍如下：第一章是绪论,阐述了本课题的选题背景和意义；系统的综 述了混凝土疲劳试验和理论研究的当前国内外发展现状。讨论了混合配筋部分 预应力混凝土梁的疲劳试验研究,包括等幅、两级变幅、随机变幅；得到了预应力筋和普通钢筋的应力增长规律,预应力混凝土构件最大裂缝宽度扩展规律；以及缓粘结部分预应力混凝土梁的疲劳性能。第二章对试验概况进行了描述,介绍了试验系统,试件的准备以及试验方法。第三章对棱柱体试件进行了等幅轴向拉的疲劳试验,并探讨了试件的破坏形态,建立了考虑轴拉疲劳荷载的统一S-N曲 线方程,得到了混凝土的变形发展规律,包括循环应力-应变特性规律,并给出了 相应的公式。第四章对棱柱体试件进行了等幅轴向拉-压的疲劳试验,并探讨了 试件的破坏形态,建立了考虑轴向拉-压疲劳荷载的统一S-N曲线方程,得到了混凝土的变形发展规律,包括循环应力-应变特性、纵向应变、第二阶段应变率、 疲劳变形模量的演变规律,并给出了相应的公式。第五章总结了本文完成的主要成果和相应结论,指出了在本文研究基础上需要进一步开展的几个问题。 同主题文章 [1]. 舞月飞,褚英. 倾心“混凝土”的项目经理——记中铁十八局集团四公司地铁项目部杨雄利' [J]. 建筑. 2006.(22) [2]. 贾春艳. 浅谈拌制混凝土的质量控制' [J]. 现代经济信息. 2008.(03) [3]. 张焕友 ,陈真副 ,周忠全. 框架混凝土浇筑回振施工' [J]. 建筑工人. 2005.(03) [4]. 曹志明. 浅议混凝土的缺陷及处理办法' [J]. 科技信息. 2006.(06) [5]. 徐劲华 ,肖善兵. 混凝土入模前的防裂措施' [J]. 建筑工人. 2003.(10)
混凝土测试
《混凝土结构设计原理》 基本概念自测复习题 第一部分 绪论及材料力学性能 一、选择题 1．图1所示为一素混凝土梁，这种简图是否现实。（ ） A ．现实； B ．不现实。 2．截面尺寸和混凝土强度等级相同的钢筋混凝土梁与纯混凝 土梁相比，其承载能力： A ．有所提高 B ．有所降低 C ．提高很多 D ．相同 3．截面尺寸和混凝土强度等级相同的钢筋混凝土梁与纯混凝土梁相比，其抵抗开裂的能力： A ．有所提高 B ．有所降低 C ．提高很多 D ．相同 4．混凝土组成成分中最薄弱的环节是： A ．水泥石的抗拉强度 B ．砂浆的抗拉强度 C ．水泥石与骨料间的粘结 D ．砂浆与骨料间的粘结 5．混凝土力学指标的基本代表值是： A ．立方体抗压标准强度 B ．轴心受压设计强度 C ．轴心抗压标准强度 D ．立方体抗压平均强度 6．混凝土强度等级由立方体抗压实验后的： A ．平均值强度μ确定 B ．σμ2-确定 C ．σμ0.1-确定 D ．σμ645 .1-确定 7．钢筋混凝土最主要的缺点是： A ．使用荷载下带裂缝工作 B ．费工费模板 C ．自重大隔音差 D ．抗震性能差 8．混凝土在下列何种情况下强度降低： A ．两向受压 B ．两向受拉 C ．一拉一压 D ．三向受压 9．混凝土极限压应变cu ε大致为： A ．（3~3.5）×10-3 B ．（3~3.5）×10-4 C ．（1~1.5）×10-3 D ．（1~1.5）×10-4 10．混凝土极限拉应变大致为： A ．（1~1.5）×10-3 B ．（1~1.5）×10-5 C ．（1~1.5）×10-4 D ．（3~3.5）×10-4 11．在钢筋混凝土轴心受压构件中，混凝土的收缩将使 A ．钢筋应力增大 B ．混凝土应力增大 C ．钢筋应力减小 D ．混凝土应力减小
基于剩余强度的混凝土用钢筋疲劳极限测定方法(精)
基于剩余强度的混凝土用钢筋 疲劳极限测定方法 * 彭修宁 韦树英 张喜德 (广西大学土木建筑工程学院 南宁 530004) 摘 要:提出了基于剩余强度的混凝土用钢筋疲劳极限的测定方法并进行了试验研究。试验结果表明,在相同条件下,该方法能缩短试验时间,减少试验数据的离散性,从而提高了数据的精度。 关键词:剩余强度 钢筋 疲劳极限 FATIGUE LIMIT MEAS URING METHOD OF STEEL BAR IN CONC RETE BASED ON RESIDUAL STRENGTH Peng Xiuning Wei Shuying Zhang Xide (College of Civil and Archi tectural Engineering,Guangxi University Nanning 530004) Abstract :T his paper introduces a fati gue li mit measuring method of steel bar i n concrete based on residual strength,experimen tal results show that the method can cut down experimental time,reduce discreteness of data,and the precision of data is thus improved. Keywords :residual strength steel bar fatigue limi t *广西科技攻关项目(编号:桂科攻0231001)。 第一作者:彭修宁 男 1973年6月出生 博士研究生 一级注册结构师 收稿日期:2004-12-15 许多工程结构,如桥梁、吊车梁、铁路轨枕等是承受重复荷载的结构。在重复荷载作用下,结构(或结构构件)的各部位将承受反复应力和应变,以致在低于静载强度下发生破损或失效称为疲劳破损或疲劳失效。疲劳按荷载作用的周期可以分为一般疲劳、低周疲劳和脉动疲劳。一般疲劳其反复荷载周期常以百万次计,结构会因此出现较大的应力变化幅值。疲劳破坏在机械和航空领域较早受到重视,而混凝土结构的疲劳问题从未象钢结构疲劳那样引起人们广泛的兴趣,然而研究表明:反复荷载对混凝土结构的影响比目前我们所认识到的更为严重 [1] 。 随着钢筋混凝土结构向高强、轻质方向发展,随着极限状态设计理论的采用及混凝土结构扩大应用到许多循环次数多而重复荷载较大的结构,使得混凝土结构的疲劳成为一个不可忽视的问题[2] 。近年来,人们认识到服役期间承受疲劳荷载的混凝土结构,其结构抗力会随疲劳损伤累积而衰减,最终导致结构可靠度降低 [3,4] 。工程实践中迫切需要对这类有 损结构进行评估及维修决策,如旧桥安全评定与维修加固等。这就需要研究混凝土结构(尤其是其中的受力钢筋)强度的衰减规律。英国、原西德、美国和日本等国家在其建筑用钢筋性能标准中,均将疲劳性能作为衡量材料使用能力的重要指标。目前我 国尚没有相应的要求且尚没有建筑用钢筋疲劳性能试验的统一标准[5] 。本文对不同疲劳损伤次数后钢筋的剩余强度进行了测试,并基于此提出了一种测定钢筋疲劳极限的方法。1 钢材疲劳极限的常用测试方法111 常规方法测定疲劳极限 常规试验的目的是利用简便的方法来测定材料或构件的S -N 曲线。通用的S -N 曲线一般指的 是包括从中等寿命区(104~106 循环)到长寿命区(106 以上循环)的线段。结构钢在室温空气中试验得到的S -N 曲线有一水平渐近线,其纵坐标就是疲劳极限[6] 。绘于双对数坐标系上的S -N 曲线(如图1),可以近似地看作由两条直线组成,一条是斜线,一条是平行于横坐标轴的直线。两直线的交点的横坐标用N 0表示,称为/循环基数0。钢的循环基数约为107 。两直线的交点的纵坐标就是疲劳极限R -1。有关常规试验的方法及步骤可参照文献 43Industrial Cons truction Vol 135,No 17,2005 工业建筑 2005年第35卷第7期
飞机结构疲劳与断裂分析发展综述
飞机结构疲劳与断裂分析发展综述 领空权对于任何一个国家都是非常重要的,飞机的先进,是领空权的保证.飞机更是国家的国防的重要力量,提高飞机的性能更是每个军事大国追求的目标.飞机的结构抗疲劳强度与断裂强度是飞机性能的重要体现.通过这学期的学习,和老师耐心的讲解,我对我国飞机结构疲劳强度与断裂发展现状与发展趋势有了更进一步的了解. 疲劳强度是指飞机结果在无限多次交变载荷作用下而不破坏的最大应力称为疲劳强度或疲劳极限。实际上，飞机结构并不可能作无限多次交变载荷试验。 断裂是指飞机结构被断错或发生裂开.讨论的主要是脆性断裂情况，其断裂面是看得见摸得着的。还有两类断裂的断裂面则是看得见却不一定摸得着的。 飞机结构在实际使用中，要不断承受交变载荷的作用。但是，早期设计给及只是从静强度上考虑，只要通过计算和试验证明飞机结构能够承受得住设计载荷（实际使用中所出现的最大载荷乘以安全系数），就认为飞机结构具有足够的强度。由于飞机结构承受交变载荷的作用，某些构建常常出现疲劳性能也较好。因此，飞机结构的疲劳问题并不突出，疲劳强度问题没有引起足够的重视。直到50年代前期，世界各国的飞机强度规范中对疲劳强度都还没有具体要求，不要求进行全尺寸结构疲劳试验。但是，随着航空事业的不断发展，飞机
的性能不断提高，适用寿命延长，新结构、新材料不断出现，飞机结构在使用中疲劳破坏与安全可靠之间的矛盾逐渐显露出来了。 断裂是指飞机结构被断错或发生裂开.讨论的主要是脆性断裂情况，其断裂面是看得见摸得着的。还有两类断裂的断裂面则是看得见却不一定摸得着的。 许多飞机结果，如轴、齿轮、轴承、叶片、弹簧等，在工作过 程中各点的应力随时间作周期性的变化，这种随时间作周期性变化的应力称为交变应力（也称循环应力）。在交变应力的作用下，虽然零件所承受的应力低于材料的屈服点，但经过较长时间的工作后会产生裂纹或突然发生完全断裂。 疲劳破坏是机械零件失效的主要原因之一。据统计，在飞机结构失效中大约有80%以上属于疲劳破坏，而且疲劳破坏前没有明显的变形，所以疲劳破坏经常造成重大事故，所以对于轴、齿轮、轴承、叶片、弹簧等承受交变载荷的零件要选择疲劳强度较好的材料来制造。 疲劳失效是金属材料常见的失效形式,特别是轴类,连杆,轴承类 等零件,长期在应力下工作的工件材料都要求较高的疲劳强度,这样 的可以提高零件的使用寿命。疲劳强度同时还与硬度、强度、韧性有较大关系，所以他是金属材料的重要力学性能指标。 疲劳强度是材料能够承受无数次应力循环时的最大应力。疲劳强度关系到零件的寿命以及零件工作时能够承受的最大应力，这对零件的安全设计有重大意义。
疲劳强度设计
疲劳强度设计 对承受循环应力的零件和构件，根据疲劳强度理论和疲劳试验数据，决定其合理的结构和尺寸的机械设计方法。机械零件和构件对疲劳破坏的抗力，称为零件和构件的疲劳强度。疲劳强度由零件的局部应力状态和该处的材料性能确定，所以疲劳强度设计是以零件最弱区为依据的。通过改进零件的形状以降低峰值应力，或在最弱区的表面层采用强化工艺，就能显著地提高其疲劳强度。在材料的疲劳现象未被认识之前，机械设计只考虑静强度，而不考虑应力变化对零件寿命的影响。这样设计出来的机械产品经常在运行一段时期后，经过一定次数的应力变化循环而产生疲劳，致使突然发生脆性断裂，造成灾难性事故。应用疲劳强度设计能保证机械在给定的寿命内安全运行。疲劳强度设计方法有常规疲劳强度设计、损伤容限设计和疲劳强度可靠性设计。 简史19世纪40年代，随着铁路的发展，机车车轴的疲劳破坏成为非常严重的问题。1867年，德国A.沃勒在巴黎博览会上展出了他用旋转弯曲试验获得车轴疲劳试验结果，把疲劳与应力联系起来，提出了疲劳极限的概念，为常规疲劳设计奠定了基础。 20世纪40年代以前的常规疲劳强度设计只考虑无限寿命设计。第二次世界大战中及战后，通过对当时发生的许多疲劳破坏事故的调查分析，逐渐形成了现代的常规疲劳强度设计，它非但提高了无限寿命设计的计算精确度,而且可以按给定的有限寿命来设计零件,有限寿命设计的理论基础是线性损伤积累理论。早在1924年，德国 A.帕姆格伦在估算滚动轴承寿命时，曾假定轴承材料受到的疲劳损伤的积累与轴承转动次数（等于载荷的循环次数）成线性关系，即两者之间的关系可以用一次方程式来表示。1945年，美国M.A.迈因纳根据更多的资料和数据,明确提出了线性损伤积累理论，也称帕姆格伦-迈因纳定理。 随着断裂力学的发展，美国A.K.黑德于1953年提出了疲劳裂纹扩展的理论。1957年，美国P.C.帕里斯提出了疲劳裂纹扩展速率的半经验公式。1967年，美国R.G.福尔曼等又对此提出考虑平均应力影响的修正公式。这些工作使人们有可能计算带裂纹零件的剩余寿命，并加以具体应用，形成了损伤容限设计。 用概率统计方法处理疲劳试验数据，是20世纪20年代开始的。60年代后期，可靠性设计从电子产品发展到机械产品，于是在航天、航空工业的先导下，开始了可靠性理论在疲劳强度设计中的应用。 1961年联邦德国H.诺伊贝尔提出的关于缺口件中名义应力-应变与局部应力-应变之间的关系，称为诺伊贝尔公式。1968年加拿大R.M.韦策尔在诺伊贝尔公式的基础上，提出了估算零件裂纹形成寿命的方法，即局部应力-应变法，在疲劳强度设计中得到了应用和发展。 常规疲劳强度设计假设材料没有初始裂纹，经过一定的应力循环后，由于疲劳损伤的积累，才形成裂纹，裂纹在应力循环下继续扩展，直至发生全截面脆性断裂。裂纹形成前的应力循环数，称为无裂纹寿命；裂纹形成后直到疲劳断裂的应力循环数，称为裂纹扩展寿命。零件总寿命为两者之和。 根据零件所用材料的试样的疲劳试验结果，以最大应力为纵坐标、以达到疲劳破坏的循环数N为横坐标，画出一组试样在某一循环特征下的应力-
疲劳分析流程fatigue
摘要：疲劳破坏是结构的主要失效形式，疲劳失效研究在结构安全分析中扮演着举足轻重的角色。因此结构的疲劳强度和疲劳寿命是其强度和可靠性研究的主要内容之一。机车车辆结构的疲劳设计必须服从一定的疲劳机理,并在系统结构的可靠性安全设计中考虑复合的疲劳设计技术的应用。国内的机车车辆主要结构部件的疲劳寿命评估和分析采用复合的疲劳设计技术，国外从疲劳寿命的理论计算和疲劳试验两个方面在疲劳研究和应用领域有很多新发展的理论方法和技术手段。不论国内国外，一批人几十年如一日致力于疲劳的研究，对疲劳问题研究贡献颇多。 关键词：疲劳UIC标准疲劳载荷IIW标准S-N曲线机车车辆 一、国内外轨道车辆的疲劳研究现状 6月30日15时，备受关注的京沪高铁正式开通运营。作为新中国成立以来一次建设里程最长、投资最大、标准最高的高速铁路，京沪高铁贯通“三市四省”，串起京沪“经济走廊”。京沪高铁的开通，不仅乘客可以享受到便捷与实惠，沿线城市也需面对高铁带来的机遇和挑战。在享受这些待遇的同时，专家指出，各省市要想从中分得一杯羹，配套设施建设以及机车车辆的安全性绝对不容忽略。根据机车车辆的现代设计方法，对结构在要求做到尽可能轻量化的同时，也要求具备高度可靠性和足够的安全性。这两者之间常常出现矛盾，因此，如何准确研究其关键结构部件在运行中的使用寿命以及如何进行结构的抗疲劳设计是结构强度寿命预测领域研究中的前沿课题。 在随机动载作用下的结构疲劳设计更是成为当前机车车辆结构疲劳设计的研究重点，而如何预测关键结构和部件的疲劳寿命又是未来机车车辆结构疲劳设计的重要发展方向之一。机车车辆承受的外部载荷大部分是随时间而变化的循环随机载荷。在这种随机动载荷的作用下，机车车辆的许多构件都产生动态应力，引起疲劳损伤，而损伤累积后的结构破坏的形式经常是疲劳裂纹的萌生和最终结构的断裂破坏。随着国内铁路运行速度的不断提高，一些关键结构部件，如转向架的构架、牵引拉杆等都出现了一些断裂事故。因此，机车车辆的结构疲劳设计已经逐渐成为机车车辆新产品开发前期的必要过程之一，而通过有效的计算方法预测结构的疲劳寿命是结构设计的重要目标。 国外 早在十九世纪后期德国工程师Wohler系统论述了疲劳寿命和循环应力的关系并提出了S-N
第6章结构件及连接的疲劳强度计算原理分解
148 第6章 结构件及连接的疲劳强度 随着社会生产力的发展，起重机械的应用越来越频繁，对起重机械的工作级别要求越来越高。《起重机设计规范》GB/T 3811-2008规定，应计算构件及连接的抗疲劳强度。对于结构疲劳强度计算，常采用应力比法和应力幅法，本章仅介绍起重机械常用的应力比法。 6.1 循环作用的载荷和应力 起重机的作业是循环往复的，其钢结构或连接必然承受循环交变作用的载荷，在结构或连接中产生的应力是变幅循环应力，如图6-1所示。 起重机的一个工作循环中，结构或连接中某点的循环应力也是变幅循环应力。起重机工作过程中每个工作循环中应力的变化都是随机的，难以用实验的方法确定其构件或连接的抗疲劳强度。然而，其结构或连接在等应力比的变幅循环或等幅应力循环作用下的疲劳强度是可以用实验的方法确定的，对于起重机构件或连接的疲劳强度可以用循环记数法计算出整个 循环应力中的各应力循环参数，将其转化为等应力比的变幅循环应力或转化为等平均应力的等幅循环应力。最后，采用累积损伤理论来计算构件或连接的抗疲劳强度。 6.1.1 循环应力的特征参数 (1) 最大应力 一个循环中峰值和谷值两极值应力中绝对值最大的应力，用max σ表示。 (2) 最小应力 一个循环中峰值和谷值两极值应力中绝对值最小的应力，用min σ表示。 (3) 整个工作循环中最大应力值 构件或连接整个工作循环中最大应力的数值，用max ?σ 表示。 (4) 应力循环特性值 一个循环中最小应力与最大应力的比值，用min max r σσ=表示。 (5) 循环应力的应力幅 一个循环中最大的应力与最小的应力的差的绝对值，用σ?表示。
《疲劳强度设计》教学大纲
《疲劳强度设计》教学大纲 课程编码：08241026 课程名称：疲劳强度设计 英文名称：Design of Fatiligue Strength 开课学期：第7学期 学时/学分：总学时/学分(30 /1.5) 讲课学时30（其中实验学时：） 课程类型：专业选修课 开课专业：机械科学与工程学院工程力学专业 选用教材：疲劳强度徐灏编高等教育出版社 1990 主要参考书： 1.结构疲劳强度吴富民编西北工业大学出版社 1985 2.疲劳理论与设计张理苏编吉林工业大学 1985 3.疲劳强度设计徐灏编高等教育出版社 2000 4.结构疲劳强度设计与失效分析王学颜宋广惠编兵器工业出版社 1992 5.疲劳设计准则 [英]T.V达根等著国防工业出版社1982 6.结构中的断裂与疲劳控制 [美]罗尔夫等著机械工业出版社1985 执笔人：聂毓琴 一、课程性质、目的与任务 疲劳强度设计是一门新兴的边缘学科。它涉及材料，力学和设计三个学科领域。 飞机，船舶，汽车，矿山机械，冶金机械，动力机械，起重运输机械，石油钻进设备，以及铁路桥梁等，其主要零件和结构件，大多在循环变化的载荷作用下工作，疲劳是其主要的是失效形式。因此，疲劳强度对于设计各类承受循环载荷的机械和结构，成为重要的研究内容。 进行疲劳强度设计，需要有材料的疲劳性能数据。但有时虽然认为选择了合适的材料，制成零件后，使用中仍有可能发生意外的疲劳断裂事故。这可能是由于设计者在某方面的疏忽，或偶然的过载，或零件制成后使用条件有了改变所致。这些现象都说明，材料的疲劳强度不等于零件的疲劳强度，所以设计理论是重要的。 通过本课程的学习，能够对构件的强度疲劳问题具有明确的基本概念，必要的基础知识，比较熟练的计算能力，一定的分析能力和初步的实践能力。 二、教学基本要求： 通过本课程的学习，能够对构件的强度疲劳问题具有明确的基本概念，必要的基础知识，比较熟练的计算能力，一定的分析能力和初步的实践能力。熟练掌握各章节的主要内容： 1. 材料的疲劳性能，材料的循环特性曲线构件的无限寿命设计； 2. 构件的无限寿命设计，累积损伤的寿命设计，累积损伤理论； 3. 构件的有限寿命设计，材料疲劳裂纹的扩展性能，件的破损-----安全设计； 4. 低周疲劳设计，局部应变集中方法，构件的疲劳强度可靠性设； 5. 随机疲劳强度，腐蚀疲劳。 三、各章节内容及学时分配 第一章绪论（2学时）
疲劳强度讲义66
第六章损伤累积理论及常规疲劳理论应用 为什么需要损伤假设（理论）？ *理论上讲，用构件的疲劳实验数据作为疲劳损伤描述是最接近实际的，但是许多情况下，进行疲劳实验是困难的，甚至是不可能的。 *疲劳是一个十分复杂的破坏现象，存在许多影响寿命的因素，通过实验也难以对每一个现象捕捉得准确。*构件在设计阶段，零件还没有被制造出来，当然不能进行试验。 为此，人们努力寻求疲劳问题的解析分析方法，提出的方法或假设不下十多种，每种假设在一定的侧重面上对构件的疲劳规律有所反映，但又有其局限性。 一、线性疲劳损伤累积理论 1原始曼纳法则(Original Miner Rule) 疲劳过程可以看成是一个损伤趋于临界值的累积过程，也可以看成是材料固有寿命的消耗过程。因此，从载荷开始作用起，疲劳过程就可以想象为：每一个重复交变载荷都对构件产生影响，都对构件的损伤作出“贡献”，而且这种“贡献”不断的累积起来，最终造成构件的破坏。
如果认为每一个交变载荷对构件的损伤量只与它的大小有关，也就是说，无论是在裂纹形成还是在裂纹扩展阶段，这个损伤量都能线性叠加。这就是著名的Palmgren —Miner 损伤累积假设。 设材料在经过N 次加载后产生破坏时吸收的全部功为W ，而经过n 次循环后材料所吸收的功为w ，w 是W 的一部分，由于损伤是线性的，则在某一应力水平i σ时，可以得到以下平衡式： i i i i N n W w = 或 i i i i W N n w = 设材料在破坏前，共经过了j 次循环，每次循环的应力等级为j σ σσ .....,21 ，将各次循环的局部功相加起来： W w w w j =+???++21 将上式代入，得 W W N n W N n W N n j j =+ ????++ 2 21 1 化为 1 1 =∑ =j i i i N n 这就是曼纳法则，它假设构件发生破坏（或裂纹形成）时，1 =∑i i N n 。 当1 1<∑ =j i i i N n 时，我们可以根据∑ =j i i i N n 1 与1的比例来推算构 件的剩余寿命，也就是∑ =j i i i N n 1 在整个寿命中所占的份额，
第三章 机械零件的疲劳强度设计.
第三章机械零件的疲劳强度设计 一、选择题 3－1 45钢的持久疲劳极限σ-1＝270MPa,，设疲劳曲线方程的幂指数m=9，应力循环基数N0=5×106次，当实际应力循环次数N=104次时，有限寿命疲劳极限为____________MPa。 （1）539 （2）135 （3）175 （4）417 3－2 有一根阶梯轴，用45钢制造，截面变化处过渡圆角的疲劳缺口系数Kσ=1.58，表面状态系数β＝0.28，尺寸系数εσ＝0.68，则其疲劳强度综合影响系数KσD=____________。 （1）0.35 （2）0.88 （3）1.14 （4）2.83 3－3 形状、尺寸、结构和工作条件相同的零件，采用下列不同材料制造：a）HT200；b）35钢；c）40CrNi钢。其中设计零件的疲劳缺口系数最大和最小的分别是____________。 （1）a）和b）（2）c）和a）（3）b）和c） （4）b）和a）（5）a）和c）（6）c）和b） 3－4 零件的截面形状一定，如绝对尺寸（横截面尺寸）增大，疲劳强度将随之____________。 （1）增高（2）不变（3）降低 3－5 零件的形状、尺寸、结果相同时，磨削加工的零件与精车加工相比，其疲劳强度____________。 （1）较高（2）较低（3）相同 3－6 零件表面经淬火、渗氮、喷丸、滚子碾压等处理后，其疲劳强度____________。 （1）增高（2）降低（3）不变（4）增高或降低视处理方法而定 3－7 影响零件疲劳强度的综合影响系数KσD或KτD与____________等因素有关。 （1）零件的应力集中、加工方法、过载 （2）零件的应力循环特性、应力集中、加载状态 （3）零件的表面状态、绝对尺寸、应力集中 （4）零件的材料、热处理方法、绝对尺寸。 3－8 已知设计零件的疲劳缺口系数Kσ=1.3、尺寸系数εσ＝0.9、表面状态系数βσ＝0.8。则疲劳强度综合影响系数KσD为____________。 （1）0.87 （2）0.68 （3）1.16 （4）1.8 3－9 已知零件的极限应力σr=200MPa，许用安全系数[S]=2，影响零件疲劳强度的系数为Kσ=1.2，εσ＝0.83，βσ＝0.90。则许用应力为[σr]___________MPa。 （1）160.6 （2）106.7 （3）62.25 （4）110.7 3－10 绘制设计零件的σm－σa极限应力简图时，所必须的已知数据是___________。 （1）σ－1，σ0，σs,Kσ（2）σ－1，σ0，σs, KσD （3）σ－1，σs, ψσ，Kσ（4）σ－1，σ0，ψσ, KσD 3－11 在图示设计零件的σm－σa极限应力简图中，如工作应力点M所在的ON线与横轴间夹角θ＝45o，则该零件受的是___________。