题目
已知某材料的力学性能为 sigma_(s)=600mathrm(Mpa),sigma_(B)=750mathrm(Mpa),sigma_(-1)=300mathrm(Mpa),sigma_(0)=500mathrm(Mpa),[S]=1.8。(1) 按比例绘制此材料的简化等寿命疲劳线图A'D'G'C。(2) 如果用该材料制作一零件,综合影响系数K_(sigma)=1.25,并且按比例绘制此零件的等寿命简化疲劳线图ADGC。(3) 如果该危险截面上的平均工作应力sigma_(m)=50mathrm(Mpa),工作应力幅sigma_(a)=75mathrm(Mpa),试按r=C求出该截面的计算安全系数S_(mathrm{ca)},判断零件是否安全。
已知某材料的力学性能为 $\sigma_{s}=600\mathrm{Mpa}$,$\sigma_{B}=750\mathrm{Mpa}$,$\sigma_{-1}=300\mathrm{Mpa}$,$\sigma_{0}=500\mathrm{Mpa}$,$[S]=1.8$。
(1) 按比例绘制此材料的简化等寿命疲劳线图$A'D'G'C$。
(2) 如果用该材料制作一零件,综合影响系数$K_{\sigma}=1.25$,并且按比例绘制此零件的等寿命简化疲劳线图$ADGC$。
(3) 如果该危险截面上的平均工作应力$\sigma_{m}=50\mathrm{Mpa}$,工作应力幅$\sigma_{a}=75\mathrm{Mpa}$,试按$r=C$求出该截面的计算安全系数$S_{\mathrm{ca}}$,判断零件是否安全。
题目解答
答案
1. 材料的简化等寿命疲劳曲线:
- $A'(0, 300)$,$G'(250, 250)$,$C(600, 0)$。
- $A'G'$:$\sigma_a = 300 - \sigma_m$($0 \leq \sigma_m \leq 250$)。
- $G'C$:$\sigma_a = 250 - \frac{5}{7}(\sigma_m - 250)$($250 \leq \sigma_m \leq 600$)。
2. 零件的简化等寿命疲劳曲线:
- $A(0, 240)$,$G(200, 200)$,$C(600, 0)$。
- $AG$:$\sigma_a = 240 - \sigma_m$($0 \leq \sigma_m \leq 200$)。
- $GC$:$\sigma_a = 200 - 0.5(\sigma_m - 200) = 300 - 0.5\sigma_m$($200 \leq \sigma_m \leq 600$)。
3. 工作点 $(\sigma_m, \sigma_a) = (50, 75)$:
- 属于 $AG$ 段,$\sigma_a' = 240 - 50 = 190 \, \text{MPa}$。
- 安全系数:
\[
S_{ca} = \frac{\sigma_a'}{\sigma_a} = \frac{190}{75} \approx 2.53 > [S] = 1.8
\]
结论:零件安全。
答案:$S_{ca} \approx 2.53$,零件安全。