3-1某材料的对称循环弯曲疲劳极限0-1=180MPa,取循环基数No=5×106,m试求循环次数N分别为7000、25000、620000时的有限寿命弯曲疲劳极限
3-1某材料的对称循环弯曲疲劳极限0-1=180MPa,取循环基数No=5×106,m
试求循环次数N分别为7000、25000、620000时的有限寿命弯曲疲劳极限
题目解答
答案
解析
考查要点:本题主要考查对称循环弯曲疲劳极限的计算,需要掌握有限寿命弯曲疲劳极限的公式及其应用。
解题核心思路:
根据教材公式 $\sigma_{II} = \sigma_1 \sqrt[n]{\frac{N_0}{N}}$(或简写为 $\sigma_{II} = K_N \cdot \sigma_1$),其中 $K_N = \sqrt[3]{\frac{N_0}{N}}$(本题中默认指数为1/3)。通过代入不同循环次数 $N$,计算对应的疲劳极限 $\sigma_{II}$。
破题关键点:
- 公式选择:明确使用教材中的疲劳极限修正公式,注意指数为1/3。
- 单位一致性:确保 $N_0$ 和 $N$ 的单位一致(本题均为次)。
- 计算精度:三次根号的计算需保证精度,避免误差累积。
计算步骤说明
1. 公式代入
根据公式 $\sigma_{II} = \sigma_1 \cdot \sqrt[3]{\frac{N_0}{N}}$,其中 $\sigma_1 = 180\ \text{MPa}$,$N_0 = 5 \times 10^6$。
2. 分步计算
对每个 $N$ 值分别计算:
(1)当 $N = 7000$ 时
$\begin{aligned}\frac{N_0}{N} &= \frac{5 \times 10^6}{7 \times 10^3} = \frac{5}{7} \times 10^3 \approx 714.2857, \\\sqrt[3]{714.2857} &\approx 8.92, \\\sigma_{II} &= 180 \times 8.92 \approx 373.6\ \text{MPa}.\end{aligned}$
(2)当 $N = 25000$ 时
$\begin{aligned}\frac{N_0}{N} &= \frac{5 \times 10^6}{25 \times 10^3} = 200, \\\sqrt[3]{200} &\approx 5.848, \\\sigma_{II} &= 180 \times 5.848 \approx 1052.6\ \text{MPa}.\end{aligned}$
(3)当 $N = 620000$ 时
$\begin{aligned}\frac{N_0}{N} &= \frac{5 \times 10^6}{620 \times 10^3} \approx 8.0645, \\\sqrt[3]{8.0645} &\approx 2.01, \\\sigma_{II} &= 180 \times 2.01 \approx 361.8\ \text{MPa}.\end{aligned}$