2.4 单向稳定变应力时机械零件的疲劳强度计算
σmin=C的情况:即变应力的最小应力保持不变,例如紧螺栓联接中螺栓受轴向变载荷时的应力状态。
  当σmin=C时,需找到一个其最小应力与零件工作应力的最小应力相同的极限应力。因为
所以在下图中,通过M(或N)点,作与横坐标轴夹角为45°的直线,则此直线上任何一个点所代表的应力均具有相同的最小应力。该直线与AG(或CG)线的交点M'3(或N'3)在极限应力曲线上,所以它所代表的应力就是计算时所采用的极限应力。
  通过O点及G点作与横坐标轴夹角为45°的直线,得OJ及IG,把安全工作区域分成三个部分。当工作应力点位于AOJ区域内时,最小应力均为负值。这在实际的机械结构中极为罕见,不予讨论。当工作应力点位于GIC区域内时,极限应力均为屈服极限,故只进行静强度计算。只有工作应力点位于OJGI区域内时,极限应力才在疲劳极限应力曲线AG上。计算时所用的分析方法和前述两种情况相同,而所得到的计算安全系数Sca及强度条件为
  具体设计零件时,如果难以确定应力变化的规律,在实践中往往采用r=C时的公式。
  进一步 ,分子为材料的对称循环疲劳弯曲极限,分母为工作应力幅乘以应力幅的综合影响系数,即再加上。从实际效果来看,可以把项看成是一个应力幅,而ψσ是把平均应力折算为等效的应力幅的折算系数。因此,可以把+看成是一个与原来作用的不对称循环变应力等效的对称循环变应力。由于是对称循环,所以它是一个应力幅,记为σad。这样的概念叫做应力的等效转化。由此得
  于是计算安全系数为
  对于剪切变应力,只须把以上各公式中的正应力符号σ改为切应力符号τ即可。
  如果只要求机械零件在不长的使用期限内不发生疲劳破坏,具体地讲,当零件应力循环次数的范围以内时,则在作疲劳强度计算时所采用的极限应力σlim,应当为所要求的寿命时的有限疲劳极限。即在以前的有关计算公式中,统统以按求出的σrN来代替σr(即以σ-1N代替σ-1,以σ0N代替σ0)。显然,这时零件的计算安全系数就会增大。

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