本文主要介绍2013年注册资产评估师考试《机电设备评估基础》的知识点基础辅导,希望对您的复习有所帮助!!
五、疲劳寿命理论及应用的基本概念
(一)应力
1.内力:物体的一部分对另一部分的机械作用。
2.应力:应力就是单位面积上的内力。
σ:正应力,法向应力,与截面垂直,正应力表示零件内部相邻两截面间拉伸和压缩的作用;
τ:切应力,剪应力,与截面平行,切应力表示相互错动的作用,正应力和切应力的向量和称为总应力。
正应力和切应力是度量零件强度的两个物理量,常用单位是兆帕(MPa)。
(二)应变
1.应变是外力作用引起的形状和尺寸的相对改变,是一个相对数。
2.当外力去掉以后,物体能完全恢复到原来的状态,那么这就叫做弹性应变;如果只能部分恢复到原来的状态,那么残留下来的那一部分变形称为塑性应变。
【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
1.负荷较小时,材料的轴向变形与负荷成线性关系;负荷超过Pp后,呈非线性关系。保持线性关系的最大负荷为比例极限负荷Pp.与该点相对应的应力称为比例极限,用σp表示,也就是应力与应变为线性关系的最大应力。
2.负荷小于Pe时,材料的变形为弹性变形,大于Pe时则产生塑性变形,与该点相对应的应力为弹性极限σe.
3.当负荷增大到一定值时,在负荷不增加或减小的情况下,试样还继续伸长,这种现象叫屈服。屈服阶段的最小负荷是屈服点的负荷Ps,与之对应的应力称为屈服极限,用σs表示。
【提示】对没有出现明显屈服现象的材料,用产生0.2%残余变形的应力作为条件屈服极限。
4.当负荷达到一个最大值Pb,试样的某一截面开始急剧缩小,致使负荷下降,该负荷为强度极限负荷。与之相对应的应力称为强度极限或抗拉强度,用σb表示。它是材料拉断前的最大应力。
5.当负荷达到PK时,试样断裂。这个负荷称为断裂负荷。
【提示】屈服极限σs、强度极限σb是评价材料静强度的重要指标。
(四)许用应力
六、疲劳及疲劳寿命
静应力:静应力就是应力的大小和方向不随时间而改变。
交变应力:它是指应力的大小和方向随时间呈周期性的变化的应力。
疲劳寿命:材料在疲劳破坏前所经历的应力循环次数称为疲劳寿命。
【提示】根据应力循环次数分为高周疲劳和低周疲劳,在机械工程中最常见的疲劳是高周疲劳。锅炉受到的是低周疲劳(第八章)
七、疲劳寿命曲线
1.零件的疲劳寿命与零件的应力水平有关,它们之间的关系可以用疲劳寿命曲线表示(S-N曲线)
(1)种类:应力-寿命曲线(σ-N曲线),应变-寿命曲线(δ-N曲线)。
(2)数学表达式:σmN=C (6-7)
式中:m、C——材料常数。
【小结1】水平起始点M对应的应力值σ叫做疲劳极限。①疲劳极限:是可以承受无限次应力循环而不会发生疲劳破坏的最大应力。②疲劳极限比材料静强度极限要低得多。
【小结2】对应M点的横坐标叫做循环基数,用符号N0来表示,N0一般是107,但是对于具体的材料、具体的循环特征,N0有所不同。
①在N0点右边的部分,是无限寿命区,如果承受的应力小于疲劳极限,试件就可以承受无限次应力循环而不发生疲劳破坏;
②N0点左边的区域为有限寿命区,又称为条件疲劳极限,即当材料所承受的最大应力大于它的疲劳极限时,只能承受有限次应力循环,而不能是无限次。
③N低于104~105时对应的有限寿命区称为低周疲劳区。
④在有限寿命区,应力和循环次数的关系用方程σmN=C来表示。
【提示】S-N曲线是由标准试件测试得出的,对于实际零件尺寸和表面状态与试件有差异,常存在由圆角、键槽等引起的应力集中,所以,在使用时必须引入应力集中系数K、尺寸系数ε、和表面系数β。
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