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2.1 概述
机械设计的强度问题可分为静应力强度和变应力强度两个范畴。静应力强度问题在材料力学中已有介绍,故不再详细讨论。本章重点讨论机械零件在变应力下的疲劳强度,并简要介绍机械零件的表面强度问题。
当机械零件按强度条件进行判定时,可以采用许用应力法或安全系数法。实际应用中到底应选择哪种方法进行计算,通常由可利用的数据和计算惯例来决定。
1.许用应力法
许用应力法是比较危险截面处的计算应力(σ,τ)是否小于或等于零件材料的许用应力([σ],[τ])。这时,强度条件可以写成
式中 [Sσ]、[Sτ]——分别为正应力和切应力时的许用安全系数;
σlim、τlim——分别为极限正应力和极限切应力,对受静应力的脆性材料取其强度极限,塑性材料取屈服极限,受变应力时取疲劳极限。
2.安全系数法
安全系数法是比较危险截面处的实际安全系数(Sσ,Sτ)是否大于或等于许用安全系数。这时,强度条件可以写成
材料的极限应力一般是在简单应力状态下用实验方法测出的。对于在简单应力状态下工作的零件,可直接根据式(2-1)或式(2-2)进行计算;对于在复杂应力状态下工作的零件,则应根据第三或第四强度理论确定其强度条件。许用应力取决于应力的种类、零件材料的极限应力和安全系数等。