题目
若材料疲劳曲线方程的幂指数 m=9,则以对称循环应力 σ1=500MPa 作用于零件 N1=104 次以后,它 所造成的疲劳损伤,相当于应力 σ2=450MPa 作用于零件( )A. 0.39×104 B. 1.46×104 C. 2.58×104 D. 7.45×104
若材料疲劳曲线方程的幂指数 m=9,则以对称循环应力 σ1=500MPa 作用于零件 N1=104 次以后,它 所造成的疲劳损伤,相当于应力 σ2=450MPa 作用于零件( )
A. 0.39×104B. 1.46×104
C. 2.58×104
D. 7.45×104
题目解答
答案
C
解析
步骤 1:理解疲劳损伤的计算方法
疲劳损伤的计算通常基于Miner法则,即疲劳损伤的累积是线性的。对于对称循环应力,疲劳损伤可以表示为应力与循环次数的乘积。对于幂指数m,疲劳损伤可以表示为应力的m次方与循环次数的乘积。
步骤 2:计算应力 σ1=500MPa 作用于零件 N1=104 次的疲劳损伤
根据题目,幂指数 m=9,应力 σ1=500MPa,循环次数 N1=104。疲劳损伤 D1 可以表示为:
\[ D1 = (σ1)^m \times N1 = (500)^9 \times 10^4 \]
步骤 3:计算应力 σ2=450MPa 作用于零件的循环次数 N2
设应力 σ2=450MPa 作用于零件的循环次数为 N2,疲劳损伤 D2 可以表示为:
\[ D2 = (σ2)^m \times N2 = (450)^9 \times N2 \]
由于 D1 = D2,可以得到:
\[ (500)^9 \times 10^4 = (450)^9 \times N2 \]
解得:
\[ N2 = \frac{(500)^9 \times 10^4}{(450)^9} \]
步骤 4:计算 N2 的值
\[ N2 = \frac{(500)^9 \times 10^4}{(450)^9} = \frac{500^9}{450^9} \times 10^4 = \left(\frac{500}{450}\right)^9 \times 10^4 = \left(\frac{10}{9}\right)^9 \times 10^4 \]
\[ N2 = 2.58 \times 10^4 \]
疲劳损伤的计算通常基于Miner法则,即疲劳损伤的累积是线性的。对于对称循环应力,疲劳损伤可以表示为应力与循环次数的乘积。对于幂指数m,疲劳损伤可以表示为应力的m次方与循环次数的乘积。
步骤 2:计算应力 σ1=500MPa 作用于零件 N1=104 次的疲劳损伤
根据题目,幂指数 m=9,应力 σ1=500MPa,循环次数 N1=104。疲劳损伤 D1 可以表示为:
\[ D1 = (σ1)^m \times N1 = (500)^9 \times 10^4 \]
步骤 3:计算应力 σ2=450MPa 作用于零件的循环次数 N2
设应力 σ2=450MPa 作用于零件的循环次数为 N2,疲劳损伤 D2 可以表示为:
\[ D2 = (σ2)^m \times N2 = (450)^9 \times N2 \]
由于 D1 = D2,可以得到:
\[ (500)^9 \times 10^4 = (450)^9 \times N2 \]
解得:
\[ N2 = \frac{(500)^9 \times 10^4}{(450)^9} \]
步骤 4:计算 N2 的值
\[ N2 = \frac{(500)^9 \times 10^4}{(450)^9} = \frac{500^9}{450^9} \times 10^4 = \left(\frac{500}{450}\right)^9 \times 10^4 = \left(\frac{10}{9}\right)^9 \times 10^4 \]
\[ N2 = 2.58 \times 10^4 \]