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轴承知识:金属材料在受力时抵抗弹性变形的能

来源:龙道轴承 发布时间:2019-04-25热度:
金属材料在受力时抵抗弹性变形的能力 1 材料本质 弹性模量在弹性范围内,应力与应变的比值.其大小主要决定材料本身. 相当于单位元元变形所需要的应力. =, =/=tg 2几何尺寸\形状\受力...


 金属材料在受力时抵抗弹性变形的能力—
    1 材料本质
      弹性模量—在弹性范围内,应力与应变的比值.其大小主要决定材料本身. 相当于单位元元变形所需要的应力.
                σ=Εε, Ε=σ/ε=tgα
     2几何尺寸\形状\受力
       相同材料的E相同,但尺寸不同,则其刚度也不同.所以考虑材料刚度时要把E\形状\尺寸同时考虑.还要考虑受力情况.
                                                        
 
          三 强度
      强度指金属材料在外力作用下抵抗塑性变形和断裂的能力.
       按作用力性质的不同,可分为:
抗拉强度 σ+   抗压强度σ    抗弯强度σw
抗剪强度τb        抗扭强度σn
  常用来表示金属材料强度的指标:
    屈服强度: (Pa   N/m2)  Ps产生屈服时最大外力, F0原截面
    抗拉强度 (Pa N/m2) Pb断裂前最大应力.
   σs \σb在设计机械和选择评定材料时有重要意义.因金属材料不能在超过σs的条件下工作,否则会塑变.超过σb工作,机件会断裂.
     σsσb之间塑性变形,压力加工
       四 硬度
      金属抵抗更硬的物体压入其内的能力—
         是材料性能的综合物理量,表示金属材料在一个小的体积范围内的抵抗弹性变形\塑性变形或断裂的能力.
        1布式硬度 HB
  用直径D的淬火钢球或硬质合金球,在一定压力P下,将钢球垂直地压入金属表面,并保持压力到规定的时间后卸荷,测压痕直径d(用刻度放大镜测)则
 HB=P/F (N/mm2) 单位一般不写. F压痕面积.
HBS—压头用淬火钢球,   HBW—压头用硬质合金球
l            因钢球存在变形问题,不能测太硬的材料,适于HBS<450, 如铸铁,有色金属,软钢等.  而HBW<650.
l            特点:压痕大,代表性全面
l            应用:不适宜薄件和成品件
        2 洛式硬度HR
        用金刚石圆锥在压头或钢球,在规定的预载荷和总载荷下,压入材料,卸载后,测其深度h,由公式求出,可在硬度计上直接读出,无单位.
不同压头应用范围不同如下表:
HRB
d=1.588淬火钢球
980.7
退火钢 灰铁 有色金属
HRC
1200金刚石圆锥
1471
淬火 回火件
  HRA
588.4
硬质合金 碳化物
优点:易操作,压痕小,适于薄件,成品件
缺点:压痕小,代表性不全面需多测几点.
*硬度与强度有一定换算关系,故应用广泛.根据硬度可近似确定强度,如灰铁: σb=1HBS
       3显微硬度(Hm)
 用于测定金属组织中个别组成体,夹杂物等硬度.
  显微放大测量  显微硬度(查表)与HR有对应关系.如:磨削烧伤表面,看烧伤层硬度变化.
           五 冲击韧性ak
 材料抵抗冲击载荷的能力
常用一次摆锤冲击试验来测定金属材料的冲击韧性,标准试样一次击断,用试样缺口处单位截面积上的冲击功来表示ak
ak=Ak/F(J/m2)   Ak=G(Hh)    G重量  F缺口截面
脆性材料一般不开口,因其冲击值低,难以比较差别.
     1         ak↑,冲击韧性愈好.
     2         Ak不直接用于设计计算:在生产中,工件很少因受一次大能量冲击载荷而破坏,多是小冲击载荷,多次冲击引起破坏,而此时,主要取决于强度,故设计时, ak只做校核.
    3         ak对组织缺陷很敏感,能够灵敏地反映出材料品质,宏观缺陷,纤维组织方面变化.
所以,冲击试验是生产上用来检验冶炼、热加工、热处理工艺质量的有效方法。
(微裂纹——应力集中——冲击——裂纹扩展)
       六  疲劳强度:
问题提出:许多零件如曲轴、齿轮、连杆、弹簧等在交变载荷作用下,发生断裂时的应力远低于该材料的屈服强度,这种现象——疲劳破坏。据统计,80%机件失效是由于疲劳破坏。
疲劳强度——当金属材料在无数次交变载荷作用下而不致于引起断裂的最大应力。带座轴承清洗将轴承拆下检查时,先用拍照等方法做好外观记载。另外,要供认剩余润滑剂的量并对润滑剂采样,然后再清洗轴承。
    1 疲劳曲线——交变应力与断裂前的循环次数N之间的关系。外球面轴承适量的润滑剂,安装前不需清洗,不需补加润滑剂,轴承内圈凸出端上的顶丝螺钉在轴上紧固时.允许的轴向负荷不得超过额定动负荷的20%。带座外球面轴承此类轴承在设计上也具有一定调心性,易于安装,具有双重结构的密封装置,可以在恶劣的环境下工作。轴承座一般是采用铸造成型。
例如:纯弯曲,
有色金属N》108
钢材N>107 不疲劳破坏
    2 疲劳破坏原因
  材料有杂质,表面划痕,能引起应力集中,导致微裂纹,裂纹扩展致使零件不能承受所加载荷突然破坏.
   3预防措施
改善结构形状,避免应力集中,表面强化喷丸处理,表面淬火等.
      

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