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工程材料的强度分析

时间:2023-07-01 理论教育 版权反馈
【摘要】:一般来说,工程材料的强度是材料失效抗力的综合表征,它与所有的力学性能指标,包括弹性、伸长率、硬度、冲击韧度等有关,也与材料在静、动载荷下对应力集中、尺寸效应、表面状态、温度、接触介质的敏感性有关。材料因素是指材料的成分、组织与性能。

工程材料的强度分析

一般来说,工程材料的强度是材料失效抗力的综合表征,它与所有的力学性能指标,包括弹性伸长率、硬度、冲击韧度等有关,也与材料在静、动载荷下对应力集中、尺寸效应、表面状态、温度、接触介质的敏感性有关。

在进行机械产品设计,选取工程材料强度指标时,应注意以下几个方面的问题:

1.材料强度与零件强度的关系

机械零件的强度,一般表现为它的短时承载能力以及长期使用寿命,它是由许多因素确定的,其中结构因素、加工工艺因素和材料因素三方面起主要作用。使用因素对寿命也往往起很大作用。结构因素是指零件在整机中的作用,零件的形状和尺寸,以及与其他连接件的配合关系等。加工工艺因素是指全部加工工艺过程中对零件强度所产生的影响。材料因素是指材料的成分、组织与性能。这三个因素各自有独立的作用,又相互影响,在解决零件强度有关问题时必须综合考虑上述三方面因素。

2.材料强度指标数据的条件性(www.xing528.com)

在材料手册中给出的材料强度指标,一般都是在一定的条件下所测得的数据。在实际选用时,应注意其尺寸效应和条件性。例如,对于45钢调质状态标准拉伸试样,所测得的屈服强度为450MPa,但对于同一材料,尺寸为ϕ80mm的试件来说,其调质状态下的屈服强度远远低于450MPa。

3.材料强度与零件失效方式的关系

材料强度问题就是研究抵抗零件失效的规律。零件失效的主要方式不同,所要求的失效抗力的正确判据(强度指标类别)也就不同。因而必须从零件的具体工作条件出发,通过典型失效分析,找出造成零件失效的主导因素,正确确定应当选择的强度判据指标。在设计机械产品时,主要是根据正确选择的强度判据指标进行定量计算,以确定产品的结构和零件的尺寸。但是,也应考虑和兼顾到其他非主导或不能直接应用于设计计算的强度指标(如δψaK等),否则不能实现最经济合理的设计。

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