1.5 机械零件的失效分析及设计计算准则

  零件不能正常工作的原因是什么?表明机械零件工作能力的因素有哪些?满足机械零件使用功能要求的计算准则包含了哪些内容?请你和我们一起来分析一下。
机械零件丧失预定功能或预定功能指标降低至许用值以下的现象,称为机械零件的失效,强度不够所引起的破坏是最常见的零件失效形式,但不是零件失效的唯一形式。设计零件所依据的计算准则,是与零件的失效形式紧密联系在一起的,针对不同的失效形式,提出不同的计算准则。

1.5.1 机械零件的失效分析
机械零件最常见的失效形式如图所示:
磨损
  相对运动的零件表面因摩擦的存在,而导致零件表面材料的逐渐丧失。
疲劳点蚀
  作用在零件上的脉动循环变应力超过其接触疲劳极限时,出现疲劳裂纹,裂纹逐渐扩大使表面金属小片剥落形成疲劳点蚀。
1.5.2 设计计算准则
  零件抵抗失效的安全工作限度称为零件的工作能力。在实际工作中,同一种零件可能有几种不同的失效形式,对应于各种失效形式,就会有不同的工作能力。根据不同失效原因建立起来的工作能力判定条件,称为零件的设计计算准则。
主要有以下几种:
1.强度准则
2.刚度准则
3.耐磨准则
4.振动稳定性准则
5.散热性准则
6.可靠性准则

1.强度准则:
强度是衡量机械零件工作能力最基本的计算准则,它是指零件受载后抵抗断裂、塑性变形及表面失效的应力。强度可分为整体强度和表面强度(接触与挤压强度)。

 
强度判定准则如下
整体强度判定准则σ≤[σ]
τ≤[τ]
σ、τ──零件危险截面的计算应力[σ]、[τ] ──零件材料的许用应力
s ≥[s]s ──危险截面处的实际安全系数[s]──许用安全系数
表面接触强度判定准则σH≤[σH]σH──零件接触处的接触应力H]──许用接触应力
挤压强度判定准则σP≤[σP] σP──零件表面的挤压应力 P]──许用挤压应力