北京航空航天大学-材料力学课件-第十六章+

MECHANICSOFMATERIALSPage113-10：RACDBP解:三度内力静不定、一度外力静不定RACDBPPRCRD/0CDf00CDffCB相当系统MCFSCFNC?22000CSCNCCCCCRPFFMfMECHANICSOFMATERIALSPage2解:冲击问题，三度内力静不定问题最大正应力内力分布冲击载荷静载变形静不定问题RACDBP载荷关于AB，CD面对称：利用对称性减少未知力的数目(注意：约束关于CD面不对称)1、解静不定问题：PRHACDB13-16：MECHANICSOFMATERIALSPage3切开AB面：0?2?00SANAAAAAPFFMf切开CD面：0?2?00SCNCCCCCPFFMfRCFSBFSAFNAFNBMAMBFSDMCMDPFSCFNCFND建立相当系统：CDB1DBAP2MECHANICSOFMATERIALSPage400AA0?2?00SANAAAAAPFFMf0?2?00SCNCCCCCPFFMfCAB3选择相当系统4进行计算：CB单位载荷状态1CB0C4相当系统：()(1cos)2CPMMR单位载荷状态：()1M0C(2)2CPRMMECHANICSOFMATERIALSPage52、求解静载时A截面垂直位移：RACDBPCDB1建立相当系统：CAB2CB32ACff选择相当系统3进行计算：MECHANICSOFMATERIALSPage6CB1单位载荷状态相当系统：()(cos2)2PRM单位载荷状态：()(1cos)MRCB相当系统32(2)24CPRfEI32(2)4APRfEIMECHANICSOFMATERIALSPage73、求解冲击载荷：PRHACDB2(11)dstHPP4、冲击载荷作用下的最大弯矩：静载荷作用时最大弯矩：max(2)2PRM冲击载荷作用时最大弯矩：max(2)2dPRM5、最大正应力：maxmax332(2)2dMWPRdMECHANICSOFMATERIALSPage8本讲内容§16-1引言§16-2循环应力及其类型§16-3S—N曲线和材料的疲劳极限§16-4影响构件疲劳极限的主要因素MECHANICSOFMATERIALSPage9第十六章疲劳与断裂疲劳问题概述以前我们接触到的问题大多为静载问题冲击问题是一类动载问题(接触时间短，相互作用力大)疲劳问题是另一类动载问题(载荷随时间循环变化)人们对疲劳问题的认识与工程实际问题密切相关MECHANICSOFMATERIALSPage101948年美国“马丁202”运输机在正常航行中突然坠毁1951年英国的“鹞式”飞机在澳大利亚出事1952年美国“F—86”歼击机在空中爆炸1956年英国的两架“彗星式”喷气客机接连在地中海上空爆炸1959年，F-111战斗轰炸机在俯冲拉起时一个机翼突然断折不久以后，C-5A军用运输机机翼又出现裂纹1979年一架DC—10型客机在起飞后不久坠毁•经过事故的调查分析，发现这些事故都是由于疲劳破坏造成的。一连串的飞机事故引起世界各国、特别是航空工业部门的极大关注和震惊！MECHANICSOFMATERIALSPage11（1）maxmax,bs（2）经历多次应力循环，损伤累积（3）没有明显塑性变形，脆性断裂（4）断口：光滑区，粗粒状区晶界滑移→微裂纹→裂纹缓慢扩展（光滑区）→快速扩展（脆断）疲劳破坏的特点：MECHANICSOFMATERIALSPage12应力比maxminR（循环特征）1R对称循环0R脉动循环应力幅值应力均值最大应力§16-2循环应力及其类型最小应力MECHANICSOFMATERIALSPage131041051060100200300400500(MPa)Nf（次）钛合金M81.25-4h6h/4G5G配合螺栓实验中值S-N曲线§16-3S—N曲线和材料的疲劳极限MECHANICSOFMATERIALSPage14（1）构件外形影响有效应力集中系数KddK11d1---光滑试样Kd1---应力集中试样（2）构件尺寸影响尺寸系数111dd1---大试样1----小试样试样越大，处于高应力区的材料多，易形成疲劳裂纹§16-4影响构件疲劳极限的主要因素（3）表面加工质量影响