![]() 1.如下图所示,机械手需要夹紧一定的重量,如何确保机械手臂能够有足够的强度呢? ![]() |
一、 载荷和应力 | ||||
1.载荷的分类:载荷按其大小和方向是否随时间变化,可分为两类: (1)静载荷:不随时间变化(或变化缓慢)的载荷. 如零件的自重,锅炉中的蒸汽压力等。 (2)变载荷:随时变化的载荷。如内燃机活塞受的压力是周期变化的变载荷,汽车车身悬挂弹簧受的压力是非周期变化的变载荷。 | ||||
2.应力的分类:按其大小和方向是否变化可分为: (1)静应力:随时间变化(或缓慢变化)的应力。如拧紧螺栓后产生的应力,锅炉炉体所受的压力。 (2)变应力:随时间变化的应力。如齿轮齿根处的弯曲应力是随齿轮转动而有规律变化的变应力,汽车上行走机构中零件的应力是随行驶过程而随机变化的变应力。 | ||||
注意:(1)静应力只能在静载荷下产生。静应力下零件的失效形式主要是断裂和过大塑性变形。 | ||||
(2)变载产生变应力,静载也能产生变应力。 | ||||
(3)变应力下零件的失效形式主要是疲劳断裂。 | ||||
在变应力中,周期、应力幅和平均应力都不随时间变化的变应力称为稳定变应力。它有非对称循环变应力、脉动循环变应力和对称循环变应力三种基本类型。各参数的计算或数值如下图所示. | ||||
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二、 机械零件的静强度 | ||||
在静应力作用下的零件,其主要失效形式是塑性变形或断裂。 强度计算准则 ![]() ![]() ![]() ![]() 1.静应力下用塑性材料制造的零件,为防止过大的塑性变形失效,取材料的屈服极限( ![]() ![]() 即强度计算准则为: ![]() ![]() 2.静应力下脆性材料制造的零件,为防止断裂失效,取材料的强度极限( ![]() ![]() ![]() ![]() 3.变应力下,为防止疲劳断裂失效,取材料的疲劳极限(持久极限)为极限应力。以正应力为例: 对称循环时极限应力为 ![]() ![]()
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三、 机械零件的疲劳强度 | ||||
绝大多数机械零件在变应力下工作,其失效形式是疲劳断裂。表面无宏观缺陷的金属材料,其疲劳过程可分为三个阶段:(1)在变应力作用下形成初始裂纹;(2)裂纹尖端在切应力作用下发生反复塑性变形,使裂纹扩展;(3)当裂纹达到临界尺寸后,发生瞬时断裂。疲劳断裂面由光滑的疲劳发展区和粗粒状的瞬断区组成(见左下图)。 | ||||
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四、机械零件的接触强度 | ||||
1.接触应力 如右上图所示,平行的两圆柱体的接触为线接触。在力 ![]() ![]() ![]() | ||||
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2.接触强度 为防止疲劳点蚀,须满足接触疲劳强度,强度条件为: ![]() |
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