應力應變曲線
發布時間:2012/10/22 19:36:28 訪問次數:4265
材料力學理論給出了各類材料中K9GAG08U0的應力仃和應變£之間的關系曲線,如圖4-12和圖4-13所示。塑性材料有明顯的屈服點彳(見圖4-12),即在AC段,在應變已~Ec區間,UA—UC。
當各類材料中應變達到£,應力達到強度極限U時,材料斷裂、破壞。
蠕變量的增大會引起連接松動(如螺栓),結構間隙增大則造成沖擊和非線性自激振蕩和噪聲。所以,各類材料中的極限應力均應小于屈服極限UA。
2.疲勞理論和Miner疲勞曲線
工程實踐證實,在交變應力作用下,材料往往在遠低于屈服極限UA或強度極限UB的情況下發生疲勞破壞。電子設備在“功能試驗”和“耐久試驗”中振動激勵量級不相同,總試驗時間往往也不同。此外,設備還必須進行沖擊、強沖擊
等少次數、高應力試驗等,使材料所受的交變應力的大小和重復次數極其復雜。如何將以上各類試驗引起的應力Si和相應的循環次數Ⅳ,對設備壽命的影響給出一個初步評價呢?最簡單的方法就是Miner提出的累積疲勞循環曲線,即S-Ⅳ曲線(見圖4-14)。曲線表示,在Si應力下循環M次,材料必然破壞。當應力循環107次時,材料尚不友生疲勞破壞的應力奠,稱為疲勞極限。將前述各類試驗時相應應力S和循環次數Ⅳi用下式求得Miner累積循環比R。
通常,JR≥1表明電子設備(或元器件、結構)已到預定壽命。空用電子設備為了保證其安全可靠性,推薦R= 0.7,即累積疲勞壽命達到70%時,需退役。
為此,當各類試驗的累積疲勞壽命達到或超過60%,即尺≥0.6時,就不應交付使用。然而,當實際應力都在疲勞極限篷,以下時,超過107次循環后,R>l也仍可繼續使用。
目前,我國電子設備的試驗及可靠性預估中并沒有具體規定尺值,設計水平還未達到此高度。因此造成多次重復試驗后,在有效壽命所剩無幾的狀態下仍交付使用,結果是故障率高。采購方必須注意,不是試驗越多越好。
因此,有關部門應科學地、實事求是地規定允許的尺值,并且在驗收試驗中規定:如果失靈、失效等故障是由個別器件、組件或結構造成的,那么只需對它們進行加嚴試驗,合格后進行整機試驗,而不必讓沒有故障的整機或分機陪同試驗,造成疲勞壽命下降。
由圖4-14所示的Miner累積疲勞循環曲線,讀者不難看出為什么結構在低頻率主要表現為位移破壞,高頻率主要表現為加速度破壞的問題。
材料力學理論給出了各類材料中K9GAG08U0的應力仃和應變£之間的關系曲線,如圖4-12和圖4-13所示。塑性材料有明顯的屈服點彳(見圖4-12),即在AC段,在應變已~Ec區間,UA—UC。
當各類材料中應變達到£,應力達到強度極限U時,材料斷裂、破壞。
蠕變量的增大會引起連接松動(如螺栓),結構間隙增大則造成沖擊和非線性自激振蕩和噪聲。所以,各類材料中的極限應力均應小于屈服極限UA。
2.疲勞理論和Miner疲勞曲線
工程實踐證實,在交變應力作用下,材料往往在遠低于屈服極限UA或強度極限UB的情況下發生疲勞破壞。電子設備在“功能試驗”和“耐久試驗”中振動激勵量級不相同,總試驗時間往往也不同。此外,設備還必須進行沖擊、強沖擊
等少次數、高應力試驗等,使材料所受的交變應力的大小和重復次數極其復雜。如何將以上各類試驗引起的應力Si和相應的循環次數Ⅳ,對設備壽命的影響給出一個初步評價呢?最簡單的方法就是Miner提出的累積疲勞循環曲線,即S-Ⅳ曲線(見圖4-14)。曲線表示,在Si應力下循環M次,材料必然破壞。當應力循環107次時,材料尚不友生疲勞破壞的應力奠,稱為疲勞極限。將前述各類試驗時相應應力S和循環次數Ⅳi用下式求得Miner累積循環比R。
通常,JR≥1表明電子設備(或元器件、結構)已到預定壽命。空用電子設備為了保證其安全可靠性,推薦R= 0.7,即累積疲勞壽命達到70%時,需退役。
為此,當各類試驗的累積疲勞壽命達到或超過60%,即尺≥0.6時,就不應交付使用。然而,當實際應力都在疲勞極限篷,以下時,超過107次循環后,R>l也仍可繼續使用。
目前,我國電子設備的試驗及可靠性預估中并沒有具體規定尺值,設計水平還未達到此高度。因此造成多次重復試驗后,在有效壽命所剩無幾的狀態下仍交付使用,結果是故障率高。采購方必須注意,不是試驗越多越好。
因此,有關部門應科學地、實事求是地規定允許的尺值,并且在驗收試驗中規定:如果失靈、失效等故障是由個別器件、組件或結構造成的,那么只需對它們進行加嚴試驗,合格后進行整機試驗,而不必讓沒有故障的整機或分機陪同試驗,造成疲勞壽命下降。
由圖4-14所示的Miner累積疲勞循環曲線,讀者不難看出為什么結構在低頻率主要表現為位移破壞,高頻率主要表現為加速度破壞的問題。
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