51種國產機械材料的S-N曲線表達式,設計人員必備

2021-02-13 製造雲學堂

零件S-N曲線是名義應力有限壽命設計法的基礎。用全尺寸零件進行疲勞試驗是取得零件S-N曲線的最精確方法。但是，在設計階段，零件尚未製造出來，而且，用全尺寸零件進行疲勞試驗費用很高，往往沒有條件這樣做。常用的方法是利用材料S-N曲線推導出零件S-N曲線。因此，材料S-N 曲線又是零件S-N曲線的基礎。

材料S-N曲線一般都是用旋轉彎曲疲勞試驗得出的, 其表達式為:


上式可簡化為如下形式：


N0為S-N曲線轉折點的疲勞壽命如圖：


鄭州機械研究所和上海材料研究所等單位通過大量疲勞試驗得出的材料S-N曲線,其係數a、b和轉折點壽命N0值列於下表。

上表所列46種具有N0數據的國產機械材料中，有7 種為正火碳鋼(包括正火及軋態)，有26 種為淬火鋼(包括調質、淬火後中溫回火和淬火後低溫回火),，1 種滲碳鋼， 一種電渣重熔鋼,，12 種鑄鋼和鑄鐵。對表中的N0值進行分析後可以看出，調質鋼的lgN0值多數在6上下波動, 其N0的中值壽命為lgN0=6.04，因此，當缺乏N0數據時, 可以保守地取用lgN0=6；正火鋼N0的中值壽命為lgN0=6 .5，當缺乏正火鋼的N0試驗數據時，可以保守地取用lgN0=6 .5；鑄鐵和鑄鋼的N0的中值壽命為lgN0=6 .6，當缺乏鑄鋼和鑄鐵的N0試驗數據時, 可以保守地取用lgN0=6 .6。當材料的牌號相同, 熱處理制度也相同, 且抗拉強度σb也相同或很接近時, 可以直接使用表中查出的a 、b 和N0值數據。若材料牌號相同, 熱處理方式也相同, 但σb不同時, b和N0值仍可取用查出的數值, 而a值則必須按σb 的不同作如下改變：

轉載自：聲振之家

內容來源：本文相關內容摘自《機械設計》1999年第11期《有限壽命疲勞設計法的基礎曲線》，作者趙少汴。

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