PPT《《机械制造基础》教学案卷》

《机械制造基础》教学案卷 对象:交通运输 时间:2011/02-2011/07沈阳农业大学 工程学院赵 秀荣7机械零件的失效与材料的选择 7-1 机械零件的失效 7-2 材料的选择7-3 典型零件的选材 7-1机械零件的失效 机械零件在工作中要承受各种载荷和介质的作用,会造成机械零件在使用过程中发生尺寸、形状和表面质量的变化.

这种变化超过允许值使机器达不到设计效能时即称为零件失效. 7-1机械零件的失效 零件在以下情况下都认为已经失效:a.零件可工作但不能完成指定的功能;

b.零件有损伤而不能继续完全使用;

c.零件完全不能工作. 7-1机械零件的失效 达到预定寿命的失效称为正常失效.远低于预定寿命的不正常失效为早期失效. 不论何种失效,都是在外力或能量或介质作用下对零件的损害. 零件的早期失效会带来经济损失,甚至会造成设备和人身事故. 7-1机械零件的失效 在机械产品的设计、制造过程中,正确地选择机械零件材料和加工方法,对于保证零件的使用性能,降低成本、提高生产率和经济效益,有着重要的意义.

一、 零件失效原因 引起失效的原因很多,与零件的结构设计、材料、制造、安装使用等有关. 7-1机械零件的失效 计算错误 结构外型不合理 设计加工冷加工缺陷 铸锻造缺陷 焊接缺陷 热处理缺陷 零件失效 材质低劣 操作失误 过载使用 低温脆性 腐蚀 选材不当 过载使用 安装不良 高温蠕变 安装使用 环境 材料 图7-1 零件失效原因示意图 工作条件估计错误 7-1机械零件的失效

二、零件失效形式与分析(1) 零件失效形式零件失效形式主要与工作条件有关.包括应力状况(应力的种类、大小、分布、残余应力及应力集中情况等);

载荷性质(静载、冲击载荷、循环载荷)温度(低温、常温、高温或交变温度)、环境介质(有无腐蚀介质、润滑剂)摩擦条件等. 7-1机械零件的失效 机械零件常见的失效形式有:①变形失效 表现为过度的弹性或塑性变形(整体或局部的)、蠕变等.②磨损失效 为过量的磨损、表面龟裂、麻点剥落等.③断裂失效 包括在静载荷、交变载荷、冲击载荷作用下引起零件断裂、疲劳破坏以及应力腐蚀破裂等. 7-1机械零件的失效 (2)失效分析过程根据零件工作条件,正确进行失效分析,结合必要的试验研究方法,综合分析零件失效的诸多影响因素,找到零件失效的真正原因,是解决零件失效问题的基础.对提高机器使用寿命和经济效益有十分重要的意义. 7-2 材料的选择 在工程设计时选择材料,一般应在满足零件使用性能要求的前提下,同时考虑材料材料的工艺性和综合经济性. 7-2 材料的选择

一、选材原则与步骤.

1、选材的原则(1)选材的使用性原则 使用性能是指机械零件或构件在正常服役条件下材料应具备的性能.满足零件的使用要求是保证零件完成规定功能的必要条件,是选择材料的主要依据.在一般结构零件上,使用性能中的力学性能则是最主要的方面. 7-2 材料的选择 零件的使用要求体现在对其形状、尺寸、加工精度、表面粗糙度等外部质量和对其化学成分、组织结构、力学性能、物理性能、化学性能等内部质量的要求. 零件的工作条件和失效形式较复杂,在选材时必须根据具体情况找出最关键的力学性能指标,同时兼顾其他性能要求. 7-2 材料的选择 零件承载情况主要指载荷的性质和受力状态 工作状况指零件所处的环境,如介质、工作温度和摩擦条件等 ;