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资产评估师考试《机电设备》考试知识点:疲劳寿命理论及应用

来源 :中华考试网 2017-03-28

疲劳寿命理论及应用

  ★★一、基本概念

  (一)应力

  应力就是单位面积上的内力。常用单位是兆帕(MPa)。

  (二)应变

  应变是把内部因外力作用引起的形状和尺寸的相对改变。

  【提示】与正应力对应的是线应变,与切应力对应的是角应变。

  (三)材料强度

比例极限

应力和应变、力和变形成线性关系的最大应力,用σp表示

弹性极限

保持弹性变形的最大应力,超过它就不再仅仅是弹性变形,还有塑性变形,用σe表示

屈服极限

开始出现屈服现象的应力,所谓屈服,就是负荷不再增加,但试件还在继续伸长的这种现象。屈服极限用σs表示

强度极限

材料拉断前的最大应力,也叫做抗拉强度,用σb表示

断裂负荷

试件断裂处的负荷

  (四)许用应力

  

  ★二、疲劳及疲劳寿命

  疲劳寿命:材料在疲劳破坏前所经历的应力循环次数。

  ★★★★★三、疲劳寿命曲线

  σmN=C

  式中:m、C——材料常数。

  

  ★★四、循环应力的特性

  (1)交变应力的参数

循环应力

特点

对称循环应力

循环特征r等于-1;最大应力和最小应力大小相等,符号相反;平均应力等于0;应力幅等于最大应力。

脉动循环应力

循环特征r等于0;应力幅等于平均应力,都等于二分之一最大应力;最小应力等于0。

静应力

循环特征r等于+1;最大应力等于最小应力,等于平均应力;应力幅等于0 。

  (2)疲劳极限曲线

  

  工程上,常将这条曲线简化为ACB折线,或者直接简化为AB折现,虽降低了计算精确度,但更趋于安全。

  ★★五、疲劳极限

  考虑零件的应力循环特征、尺寸效应、表面状态应力集中等因素的零件疲劳极限如表8-1所示。

  表8-1 零件疲劳极限和的计算公式

  

  ★★★★★七、疲劳寿命理论的应用(把握教材【例8-7】)

  第四节 损伤零件寿命估算

  ★★一、疲劳断裂的基本过程

  疲劳断裂过程大致可分为四个阶段,即:

  1.成核(10-3mm~10-4mm,第一阶段);

  2.微观裂纹扩展(10-2mm~10-1mm,第二阶段);

  3.宏观裂纹扩展(1mm~临界裂纹尺寸,第三阶段)

  4.断裂(第四阶段)。

  ★★★二、损伤零件疲劳寿命估算

  掌握教材【例8-8】

  ★★三、影响裂纹扩展的其他因素

  1.应力循环特征的影响;

  2.加载频率的影响;

  3.温度的影响。

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