失效是指机械零件不能达到设计要求的工作性能。例如，彩色电视机的显像管因老化而出现的图像模糊，达不到设计时的要求。
机械零件的失效形式主要有：因强度不够而断裂，过大的弹性变形或塑性变形，摩擦表面的过度磨损、打滑或过热，联接松动，压力容器、管道等的泄漏，以及运动精度达不到要求等。
失效不等于不能用，只是精度达不到要求。
1.载荷
载荷是指机械零件受到外力偶或外力矩的作用。它分为静载荷和动载荷。载荷大小或方向不随时间变化而变化或变化缓慢的，称为静载荷；载荷大小或方向随时间变化的，称为动载荷。
根据动力机的额定功率P（kW）和额定转速n（r/min）计算出的载荷，称为名义载荷。
2.应力
应力是指机械受到外载荷作用后，单位截面上的内力。载荷是指零件外部的作用力；应力是指受到外部作用后，零件内部产生的内力。应力的大小与外部载荷的变化和大小有关。
静载荷产生静应力，动载荷产生变应力。应力按变化特点，可分为静应力、脉冲循环变应力、对称循环变应力及非对称循环变应力4种，如图1.6所示。其中，对称循环变应力对零件的寿命影响最大。
图1.6 应力的分类
3.强度
强度是指零件抵抗破坏的能力。强度可分为表面强度和体积强度。一般强度是指体积强度。
1）体积强度
体积强度可分为静应力和变应力两种。(https://www.xing528.com)
静应力使零件产生塑性变形或断裂。例如，自行车前后轴固定不动，受到人的不变载荷静止作用，前轴太细可能产生弯曲塑性变形，严重时会断裂。
变应力使零件产生疲劳断裂。例如，火车车轮与轴组成一体，轴的受载荷是不变，但轴随车轮的转动不断变化位置，它受到对称循环变化的变应力作用，经过无数次转动后，可能出疲劳断裂。
2）表面强度
点、线接触的高副联接表面产生弹性变形，出现很大的局部应力，称为接触应力。
3）表面挤压强度
以面接触而无相对运动的零件，在载荷作用下，接触表面产生挤压应力。
4）表面磨损强度
以面接触而作相对运动的零件，在载荷作用下，接触表面因摩擦产生磨损。当磨损量超过许用值时，零件即产生失效。
4.安全系数和许用应力
每一种材料经过试验后，都可以找到最大极限应力值。如果直接以极限应力值作为计算材料的强度，当达到极限应力值时，零件就会被破坏。此外，实验室的测试是静态的外载荷作用，与零件实际工作环境存在差别，为防止出现意外事故，取一个比1大的值作为安全系数。如取安全系数2，假设其极限应力为200 MPa，被2除后，得到100 MPa，称100 MPa为许用的应力，即当应力达到100 MPa时为最大的极限，超过100 MPa认为零件超载，会出现破坏。实际应用中，有安全系数的作用，并不一定立即出现问题。因此，许用应力为极限应力与安全系数的比值。安全系数越大，零件越安全，但零件尺寸断面越大，造价越高。对运输机械，如摩托车、汽车和飞机等，如果安全系数过大，自身质量则大，消耗的燃料就多。因此，应取合适的安全系数。
【巩固与提高】
1.常用材料有哪些？
2.材料的选用原则是什么？
3.实行机械零部件的标准化、系列化和通用化有何意义？
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