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摘要：零件的疲劳强度是一个值得深刻探讨的问题，在众多领域有着至关重要的地位，零件的疲劳强度决定了其疲劳寿命，也就决定了对零件的选择和对这个器件的设计。本论文在参考多方资料，以及在平日学习中积累总结的经验之后，对零件疲劳强度的计算有了一些结论，得出影响导致零件疲劳的原因有破坏应力与循环次数之间量的变化影响，静应力的影响，应力集中的影响，零件绝对尺寸的影响，表面状态与强化的影响等方面。在分析零件疲劳产生原因之后，得出许多关系变化图与计算方法。运用这些计算方法，对零件疲劳极限进行了计算上的确定。并总结出疲劳强度在一些条件下的相关计算方法，如在简单应力状态，复杂应力状态下的不同。对疲劳强度安全系数的确定也进行了一系列分析，最后，尝试建立了疲劳强度的统计模型。
Abstract：The fatigue strength of parts is a worthy of deep discussion, have a vital role in many fields, the fatigue strength of parts determines its fatigue life, also decided on the part of the lection and the device design.This paper in reference to various data, and after the usual study accumulation experience, calculation of the fatigue strength of parts have some conclusion, that caud damage should change between force and the number of cycles of the caus of fatigue parts, the influence of static stress, effect of stress concentration, affe
cts the absolute size, surface state and strengthening effect etc.. After the analysis of fatigue caus, draw many relationship graph and calculation method. Using the calculation method of fatigue limit, determined the calculation. And summarizes the related calculation under some conditions the method of fatigue strength, as in the simple stress state, the complex stress state under the different. Determination of the fatigue strength safety factor is also carried out a ries of analysis, finally, try to establish a statistical model of fatigue strength.
关键词：零件 疲劳寿命 疲劳强度
Key word:Spare parts Fatigue life Fatigue strength
1、疲劳强度的基本规律 …………………………………………………
1.1、破坏应力和循环次数之间量的关系………………………………
1.2、疲劳曲线方程式……………………………………………………
1.3、静应力对疲劳强度的影响………………………………………………………
1.4、应力集中对疲劳强度的影响……………………………………………………
1.5、零件绝对尺寸对疲劳强度的影响………………………………………………
1.6、表面液态与强化对疲劳强度的影响……………………………………………
2、零件疲劳极限的确定 …………………………………………………
2.1、试验确定……………………………………………………………
2.2、计算-试验确定 ……………………………………………………
3、疲劳强度条件 …………………………………………………………
3.1、简单应力状态………………………………………………………
3.2、复杂应力状态………………………………………………………
4、疲劳强度安全系数的确定 ……………………………………………
4.1、安全系数的基本理论………………………………………………
4.2、复杂应力状态下的疲劳强度安全系数……………………………
厦门天竺山 4.3、不稳定载荷作用时疲劳强度安全系数的确定……………………
5、疲劳强度的统计模型 …………………………………………………
6、总结 ……………………………………………………………………
1、疲劳强度的基本规律
疲劳破裂时机器零件破坏的主要原因，并且由于破裂时突然发生的，往往会造成严重的后果，因此对零件疲劳强度进行分析计算时很重要的。首先，先探讨一下疲劳强度的基本规律。
1.1、破坏应力和循环次数之间量的关系
试验研究的结果表明，结构材料（黑色和有色金属，热强合金等）的破坏特性取决于载荷的循环次数。
在循环次数很少的情况下，塑性材料的试验产生颈缩，并且在最小截面处发生断裂，这就是静破坏（图1-1）。当循环次数为102～104时，出现裂纹网格和明显的塑性变形，这就是低周疲劳破坏。这种破坏有混合的特点，即在端口上可以看到局部区域有疲劳破坏的现象。最后，在循环次数N>105的情况下，可以看到典型的疲劳破坏，而没有明显的塑性变形的痕迹。当变向应力（狡辩应力）σ减小时，破坏载荷的循环次数N的数值将增高。破坏之前的循环次数具有统计雪上的离散性，因此，通常把载荷循环次数N看做是破坏前的平均循环次数。
在图1-2上示出了典型的σ=φ（N）关系。
在对数坐标上，表示这些关系的时折曲线（有直线段构成）。对于碳素钢来讲，第一型折曲线（图1-2，a）是典型的，在对称循环载荷的作用下，疲劳极限为σ-1我去过，当σ<σ1时不会发生疲劳破坏。第二型曲线（高合金钢和钛合金，图1-2，b）在转折点之后为斜率tgβ0≈0.1tgβ1的斜线。
对于第三型曲线（轻有色金属和在一定温度范围内热强合金，图31-2，c），直线的倾斜一直保持到很低的应力水平。
在一般情况下，把最大循环应力叫做疲劳极限。在这种应力下可以使零件（或试样）达到基本循环次数N。而不会破坏。基本循环次数N。可能大于N0，也可能小雨N0。
在对数坐标上，通常，疲劳曲线的转折点与循环次数N0=106～107相对应。
在循环次数N<N1（N1≈103～104）的范围内，疲劳曲线上还有一个转折点，此转折点表示过渡到低周疲劳范围。在此范围内，塑性变形作用增大了。
将疲劳曲线分成三种型式的做法是条件性的。
在实用上，材料抗交变应力破坏的能力是用一定循环次数Nσ（试验基数）下的交变破坏应力σr来表示的。通常，取Nσ=2×106～5×107。
1.2、疲劳曲线方程式
应力σ和循环次数N之间简单和足够精确的关系可以表示成如下形式： σm拟解决的关键问题N=C（N1<N<N0) (1-1)
式中m，C—取决于材料性能、试验温度和周围介质的常数。
在对数坐标上，公式（1-1）为直线：
（1-2）
直线倾角β1的正切的绝对值为：
（1-3）
M值增大，斜率减少，而在m林业调查规划→∞时，直线变成水平线。通常，m值在4～10之间，而对于具有应力集中的零件，m=4～6。
转折点A0（图1-3）属于直线A1A0上的一个点，因此
(1-4)
有时把公式（1-1）写成如下形式较为方便：
(1-5)
如果延长直线A1A0和纵坐标轴相交，那么，我们就可获得与强度极限σB不重合的极限强度σ1。
当N=1时，由公式（1-5）得到：
（1-6）
如果取疲劳极限等于转折点的破坏应力，即σ-1=σ0，并且取循环N0=107，那么
（1-7）
通常，σ1最难唱的歌=（3～10）σ-1。
在循环次数N>N0的范围内，下式（在对数坐标上）表明的直线规律还是适用的：
(1-8)
m0比m大得多，近似地取m0≈10m。
因为点A0同时属于公式（1-1）和公式（1-8）表示的两条直线，所以常数C和C0存在如下的关系：
（1-9）
如果直线通过点A2，则存在
（1-10）
对于点A1，可近似地取σ1≌στ。
开始向低周范围过渡的循环次数为：
attend （1-11）
1.3、静应力的影响
作用在截面同一点上的交变应力（按非对称循环应力幅取的疲劳极限）的应力幅的极限值σan与平均应力（静应力）σm的关系示于图1-4之上。
如果没有静应力，则σan=σ-1。在等于强度极限的静应力—（即σm=σn）作用下，σan=0时，就会出现破坏。
研究结果表明，在压缩静应力作用下，疲劳极限增高（也就是零件或试样不易产生疲劳裂缝，产生后也不易扩展）。在这种情况下，由于强化加工在零件的表面层形成了参与压应力，这是疲劳强度增高的主要原因之一。
为了进行计算，利用分析公式σan=（参看图1-4）。最实用的时线性公式（图1-5，a）：
（1-12）
式中——材料对非对称循环的敏感系数（可从参[1]中选取)
在静压应力范围内≈ 0。
百合花的寓意在已知脉动循环下的疲劳极限的情况下，应力有0增大到，可以采用通过脉动循环点的极限直线。这时，等式（1-12）中的系数
（1-13）
在利用上面等式的时候，应该对静强度进行限制，取（图1-5，b)
(1-14)
(1-15)
