应力的分类及特点分析

按零件中应力的大小或方向是否随时间变化，可将应力分为静应力和变应力。大小或方向不随时间变化或变化很小的应力称为静应力，静应力只能在静载荷作用下产生。在静应力下零件的失效形式主要是断裂破坏或塑性变形，其强度计算可按材料力学中介绍的方法进行。大小或方向随时间变化的应力称为变应力，变应力可由变载荷产生，也可由静载荷产生（图2-1），实际中大多数机械零件都是在变应力下工作的。随时间做周期性变化的应力称为交变应力，即循环变应力。在交变应力下零件的失效形式主要是疲劳破坏，零件抵抗疲劳破坏的能力称为疲劳强度。为了避免零件在交变应力下发生疲劳破坏，通常需要进行零件的疲劳强度计算。

图2-1　静载荷作用下产生变应力的实例

一般可用交变应力的最大应力σmax、最小应力σmin、平均应力σm、应力幅σa和应力循环特性r来描述交变应力的变化情况，如图2-2所示。若工作中交变应力的平均应力、应力幅和循环周期均不随时间变化，则称为稳定交变应力。本章主要介绍稳定交变应力下的零件疲劳强度计算方法。非稳定交变应力下零件的疲劳强度计算方法可查阅有关资料。

图2-2　变应力的典型形式(www.xing528.com)

稳定交变应力的五个参数之间有着以下的关系：

根据交变应力的变化情况不同，一般将其分为对称循环变应力（图2-2a）、脉动循环变应力（图2-2b）和非对称循环变应力（图2-2c）三种基本形式。静应力可看成交变应力的一个特例，其σmax=σmin=σm，σa=0，r=1。