材材 料料 力力 学学 电电 子子 教教 案案 45 第六章第六章 动 。

32、荷载动荷载交变应力交变应力 弯曲疲劳试验机一台 ，标准（规定的尺寸和加工质量） 试样一组 。
记录每根试样发生 疲劳破坏的最大应力smax和循 环次数N 。
绘出smaxN曲线 (2) 弯曲对称循环时 ， 弯曲对称循环时 ， s s-1的测定的测定 （疲劳寿命曲线） ， 又称为 S N曲线（S 代表正应力s 或切 应 力t） 。
40cr 钢的smax N曲线如图所示 。
可见smax降至某 值后 ，smaxN 曲线趋于水平 。
该应力即为s-1。
图中s-1590 MPa 。
材材 料料 力力 学学 电电 子子 教教 案案 46 铝合金等有色金属 ， 其s N曲线如图所示 ， 它没有明显 的水平部分 ， 规定疲劳寿命N0 5106107 。

33、 时的最大应力值为条 件疲劳极限 ， 用 表示 。
第六章第六章 动荷载动荷载交变应力交变应力 弯曲（s1）b = 170 220 MPa 拉压（s1）t = 120 160 MPa 1r 0 N r s 低碳钢：sb400500 MPa (3) (3) 条件疲劳极限条件疲劳极限 N0=510 6 10 7 s 0 N r s N O 材材 料料 力力 学学 电电 子子 教教 案案 47 第六章第六章 动荷载动荷载交变应力交变应力 (4) 构件的疲劳强度校核构件的疲劳强度校核 材料的疲劳极限是由标准试样测定的 。
构件的外形,尺寸, 表面质量均可能与标准试样不同 。
一般采用有效应力集中系数 Ks,尺寸系数 。

34、es和表面加工系数b（均由图表可查） 。
对材料的疲 劳极限进行修正得到构件的疲劳极限 。
即 rr K be ss )( 构件 再把构件的疲劳极限除以安全因数得到疲劳许用应力 。
交变应 力的强度条件为 最大工作应力 疲劳许用应力 材材 料料 力力 学学 电电 子子 教教 案案 48 第六章第六章 动荷载动荷载交变应力交变应力 65 钢结构构件及其连接的疲劳计算钢结构构件及其连接的疲劳计算 由于钢结构构件的焊缝附近存在残余应力 ， 交变应力中 的最大工作应力（名义应力）和残余应力叠加后 ， 得到的实际 应力往往达到材料的屈服极限ss ， 不能再按交变应力中的最大 工作应力建立疲劳强度条件 。
试验结果表明 ， 焊接钢结构 。

35、构件 及其连接的疲劳寿命由应力幅控制 。
材材 料料 力力 学学 电电 子子 教教 案案 49 第六章第六章 动荷载动荷载交变应力交变应力 . 常幅疲劳（应力幅为常量）常幅疲劳（应力幅为常量） 在常温,无腐蚀环境下常幅疲劳破坏试验表明：发生疲劳 破坏时的应力幅s 与循环次数N（疲劳寿命）在双对数坐标中 的关系是斜率为1/b ， 在lgs轴上的截距为lg(a/b)的直线 ， 如 图所示 。
其表达式为 )lg(lg 1 lgNa b s（65a） 或写成 N a /1 )(s （65b） 式中 ， b, a 为有关的参数 。
lg s lg s1 lg s2 lg N1 lg N2 lg N 1 b 材材 料料。

36、力力 学学 电电 子子 教教 案案 50 第六章第六章 动荷载动荷载交变应力交变应力 引入安全因数后 ， 得许用应力幅为 N C 1/ )(s （66） ss 式中 ， C, b 是与材料、构件和连接的种类及受力情况有关的 参数 。
钢结构设计规范中 ， 将不同的受力情况的构件与连接分 为8类（书表62） 。
表61中给出了Q235钢8个类别的C ， b 值 。
疲劳强度条件为 （67） 材材 料料 力力 学学 电电 子子 教教 案案 51 第六章第六章 动荷载动荷载交变应力交变应力 例例 69 一焊接箱形钢梁 ， 在跨中截面受到Fmin=10 kN 和Fmax =100 kN 的常幅交变荷载作用 ， 跨中截面对其水平形心 轴z 。

37、的惯性矩 Iz=68.510-6 m4 。
该梁由手工焊接而成 ， 属4类构 件 ， 若欲使构件在服役期限内 ， 能承受2106次交变荷载作用 。
试校核其疲劳强度 。
材材 料料 力力 学学 电电 子子 教教 案案 52 第六章第六章 动荷载动荷载交变应力交变应力 MPa48. 6 )4/( min min z a I ylF s MPa83.64 )4/( max max z a I ylF s 2. 确定s， 并校核疲劳强度 MPa9 .102) 102 1018. 2 ()( 3/1 6 12 1/ N C s ss 显然 MPa35.5848. 683.64 minmax sss 从表中查得 C =2. 。

38、181012 ， b =3 ，解解：1. 计算跨中截面危险点（a点）的应力幅 材材 料料 力力 学学 电电 子子 教教 案案 53 第六章第六章 动荷载动荷载交变应力交变应力 . 变幅疲劳（应力幅不是常量 ， 如图）变幅疲劳（应力幅不是常量 ， 如图） 若以最大应力幅按常幅 疲劳计算 ， 过于保守 。
当应力谱 已知时 ， 可用线性累积损伤法则 ，将变幅疲劳折算成常幅疲劳 。
每个应力幅水平都形成疲劳损伤 ， 同一应力幅水平 ， 每 次循环的损伤相同（线性损伤） ， 将所有损伤累积 ， 当其到达 临界值时发生疲劳破坏 。

稿源：(未知)

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标题：材料力学|材料力学(II)第六章_材料力学_孙训方( 五 )