第七节 载荷和应力的分类

一、载荷分类

作用在机械零件上的载荷可分为静载荷和变载荷两类。不随时间变化或变化较缓慢的载荷称为静载荷。随时间变化的载荷称为变载荷。

在设计计算中，还常把载荷分为名义载荷与计算载荷。根据额定功率用力学公式计算出作用在零件上的载荷称为名义载荷，它没有反映载荷随时间作用的不均匀性、载荷在零件上分布的不均匀性及其它影响零件受载等因素。因此，常用载荷系数K来考虑这些因素的综合影响。载荷系数K与名义载荷的乘积即称为计算载荷。

二、应力分类

按应力随时间变化的特性不同，可分为静应力和变应力。不随时间变化或变化缓慢的应力称为静应力（见图1–2a）。随时间变化的应力称为变应力（见图1–2b、c、d）。绝大多数机械零件都是处于变应力状态下工作的。

稳定循环变应力的类型是多种多样的，但归纳起来有如图1–3所示的三种基本类型：（a）非对称循环变应力；(b)脉动循环变应力；(c)对称循环变应力。

为了表示稳定循环变应力状况，引入下列变应力参数：smax–––变应力最大值；smin––––变应力最小值；sm–––平均应力；sa –––应力幅；r–––循环特性。

如图1–3所示可知，smax=sm+sa；smin=sm–sa；sm=(smax+smin)/2；sa=(smax–smin)/2；r=smin/smax=(sm–sa)/(sm+sa)。当r=+1时，表明smax=smin，即为静应力；当r=–1时，表明smax与smin的数值相等但符号（即方向）相反，这类应力称为对称循环变应力；当r=0时，即smin=0，sm=sa=smax/2，这类应力称为脉动循环变应力。当r为任意值为（即r¹+1、–1、0），这类应力统称为非对称循环变应力（见图1–3a）。

变应力由变载荷产生，也可能由静载荷产生。在静载荷作用下产生变应力的例子如图1–4所示，图示为转轴和滚动轴承a点的应力变化。