第三章动态载荷分析.ppt

第三章动态载荷分析学****目的与要求::1、疲劳寿命及疲劳强度计算2、,通常比金属材料所呈现的力学特性更为复杂。这是由于它们有明显的粘弹性、导热性差所引起的。在动态载荷下,塑料件设计必须首先考虑的是疲劳强度。。如:齿轮、皮带传动。交变应力与时间关系见P44图3-1平均应力σm=(σmax+σmin)/2应力幅度σa=(σmax-σmin)/2交变应力特征Υ=σmin/σmaxσmax=σm+σaσmin=σm-=-σmin对称情况Υ=-1σm=0σmax=σa2对于脉动循环Υ=0σa=σm=σmax/2Υ=1σa=0σmax=σmin=。试样有:无缺口、有缺口两种。影响因素:1频率较高的频率会产生热软化效应,-10Hz2平均应力和应力幅度3负荷的波形4大多数高分子材料在惰性环境中的疲劳寿命,比在化学浸蚀性介质中的疲劳寿命长。。6高分子质量的疲劳强度高;结晶度提高和交联度降低会增加疲劳寿命。7加工后的塑件形态变化对疲劳寿命也有影响。茹取向提高疲劳寿命。8在恒定应力下,在交变应变作用下的高聚物的疲劳寿命,随着应变幅的提高而降低。-,确定塑件的疲劳寿命和疲劳极限条件。对一些重要场合,直接对塑件进行疲劳强度实验。塑料件的缺陷特征:表面的凹凸尖角、缺口、沟槽、圆孔和壁厚突变外,还包栝切削痕、凹坑、流痕和擦伤等,都是形成应力集中的因素。不考虑材料品种的几何应力集中系数K=实际状态有缺陷制品的最大应力/理论状态试样的应力见P4图3-6和图3-,由于固态高聚物材料响应的粘滞效应和不良的导热性能,最终塑料件产生“热软化”或“热疲劳”,对高分子材料的动态热力学分析揭示了力学致热的实质和机理。防止塑料制品热软化的重要方法是进行热平衡计算。,塑料材料加载后和立即卸载的应力和应变曲线不重合,这是由于分子链的粘性阻力转变为磨檫热所致。P50图3-11在同等应力下,实验频率越高,塑料温度上升也愈多。,是塑料件在交变应力作用下所产生的滞后热量θp应等于通过热传导和热对流所散失的热量θ0若θ1是塑料件或连接件通过热传导散失的热量,θ2为塑料件表面对流散失的热量,则θp=θ1+θ2由于塑料热传导很低,一般θ1=0,所以θp=:1根椐力学系统实际工作条件和可能,先设计该塑料件的主要技术参数。由此计算该塑料件有关几何特性参数:截面积、体积和抗弯截面模量。再次循环运行时,逐次改变主要几何参数的大小。2根据该塑料件所受载荷,求出塑料件上产生滞后热的峰值应力。,读入每周期的能量数值。4由运动特性参数与几何参数,算出塑料件产生的滞后能量θp5根据塑料件的散热面积等几何特性,由传热性能参数计算出塑料件的散热量θ06计算机将本次计算的进行比较θp、θ0,若两次数值相差很大,则返回1重新设计几何参数