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应力应变曲线

发布时间:2012/10/22 19:36:28 访问次数:4242

    材料力学理论给出了各类材料中K9GAG08U0的应力仃和应变£之间的关系曲线,如图4-12和图4-13所示。塑性材料有明显的屈服点彳(见图4-12),即在AC段,在应变已~Ec区间,UA—UC。
    当各类材料中应变达到£,应力达到强度极限U时,材料断裂、破坏。
    蠕变量的增大会引起连接松动(如螺栓),结构间隙增大则造成冲击和非线性自激振荡和噪声。所以,各类材料中的极限应力均应小于屈服极限UA。
    2.疲劳理论和Miner疲劳曲线
    工程实践证实,在交变应力作用下,材料往往在远低于屈服极限UA或强度极限UB的情况下发生疲劳破坏。电子设备在“功能试验”和“耐久试验”中振动激励量级不相同,总试验时间往往也不同。此外,设备还必须进行冲击、强冲击
等少次数、高应力试验等,使材料所受的交变应力的大小和重复次数极其复杂。如何将以上各类试验引起的应力Si和相应的循环次数Ⅳ,对设备寿命的影响给出一个初步评价呢?最简单的方法就是Miner提出的累积疲劳循环曲线,即S-Ⅳ曲线(见图4-14)。曲线表示,在Si应力下循环M次,材料必然破坏。当应力循环107次时,材料尚不友生疲劳破坏的应力奠,称为疲劳极限。将前述各类试验时相应应力S和循环次数Ⅳi用下式求得Miner累积循环比R。

              
    通常,JR≥1表明电子设备(或元器件、结构)已到预定寿命。空用电子设备为了保证其安全可靠性,推荐R= 0.7,即累积疲劳寿命达到70%时,需退役。
    为此,当各类试验的累积疲劳寿命达到或超过60%,即尺≥0.6时,就不应交付使用。然而,当实际应力都在疲劳极限篷,以下时,超过107次循环后,R>l也仍可继续使用。

            
    目前,我国电子设备的试验及可靠性预估中并没有具体规定尺值,设计水平还未达到此高度。因此造成多次重复试验后,在有效寿命所剩无几的状态下仍交付使用,结果是故障率高。采购方必须注意,不是试验越多越好。
    因此,有关部门应科学地、实事求是地规定允许的尺值,并且在验收试验中规定:如果失灵、失效等故障是由个别器件、组件或结构造成的,那么只需对它们进行加严试验,合格后进行整机试验,而不必让没有故障的整机或分机陪同试验,造成疲劳寿命下降。
    由图4-14所示的Miner累积疲劳循环曲线,读者不难看出为什么结构在低频率主要表现为位移破坏,高频率主要表现为加速度破坏的问题。

    材料力学理论给出了各类材料中K9GAG08U0的应力仃和应变£之间的关系曲线,如图4-12和图4-13所示。塑性材料有明显的屈服点彳(见图4-12),即在AC段,在应变已~Ec区间,UA—UC。
    当各类材料中应变达到£,应力达到强度极限U时,材料断裂、破坏。
    蠕变量的增大会引起连接松动(如螺栓),结构间隙增大则造成冲击和非线性自激振荡和噪声。所以,各类材料中的极限应力均应小于屈服极限UA。
    2.疲劳理论和Miner疲劳曲线
    工程实践证实,在交变应力作用下,材料往往在远低于屈服极限UA或强度极限UB的情况下发生疲劳破坏。电子设备在“功能试验”和“耐久试验”中振动激励量级不相同,总试验时间往往也不同。此外,设备还必须进行冲击、强冲击
等少次数、高应力试验等,使材料所受的交变应力的大小和重复次数极其复杂。如何将以上各类试验引起的应力Si和相应的循环次数Ⅳ,对设备寿命的影响给出一个初步评价呢?最简单的方法就是Miner提出的累积疲劳循环曲线,即S-Ⅳ曲线(见图4-14)。曲线表示,在Si应力下循环M次,材料必然破坏。当应力循环107次时,材料尚不友生疲劳破坏的应力奠,称为疲劳极限。将前述各类试验时相应应力S和循环次数Ⅳi用下式求得Miner累积循环比R。

              
    通常,JR≥1表明电子设备(或元器件、结构)已到预定寿命。空用电子设备为了保证其安全可靠性,推荐R= 0.7,即累积疲劳寿命达到70%时,需退役。
    为此,当各类试验的累积疲劳寿命达到或超过60%,即尺≥0.6时,就不应交付使用。然而,当实际应力都在疲劳极限篷,以下时,超过107次循环后,R>l也仍可继续使用。

            
    目前,我国电子设备的试验及可靠性预估中并没有具体规定尺值,设计水平还未达到此高度。因此造成多次重复试验后,在有效寿命所剩无几的状态下仍交付使用,结果是故障率高。采购方必须注意,不是试验越多越好。
    因此,有关部门应科学地、实事求是地规定允许的尺值,并且在验收试验中规定:如果失灵、失效等故障是由个别器件、组件或结构造成的,那么只需对它们进行加严试验,合格后进行整机试验,而不必让没有故障的整机或分机陪同试验,造成疲劳寿命下降。
    由图4-14所示的Miner累积疲劳循环曲线,读者不难看出为什么结构在低频率主要表现为位移破坏,高频率主要表现为加速度破坏的问题。

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