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第三章 机械零件的强度一、选择题31 零件的截面形状一定,当截面尺寸增大时,其疲劳极限值将随之 C 。A 增加 B不变 C 降低 D 规律不定 D1D2SmaB1B2C1C2O32 在图中所示的极限应力图中,工作应力有C1、C2所示的两点,若加载规律为r=常数。在进行安全系数校核时,对应C1点的极限应力点应取为 A ,对应C2点的极限应力点应取为 B 。A B1 B B2 C D1 D D233 同上题,若加载规律为m=常数,则对应C1点的极限应力点应取为 C ,对应C2点的极限应力点应取为 D 。A B1 B B2 C D1 D D2 题32图amCo34 在图中所示的极限应力图中,工作应力点为C,OC线与横坐标轴的交角=600,则该零件所受的应力为 D 。A 对称循环变应力 B 脉动循环变应力C max、min符号(正负)相同的不对称循环变应力D max、min符号(正负)不同的不对称循环变应力 题34图35 某四个结构及性能相同的零件甲、乙、丙、丁,若承受最大应力的值相等,而应力循环特性r分别为+1、-1、0、0.5,则其中最易发生失效的零件是 B 。A 甲 B 乙 C 丙 D 丁36 某钢制零件材料的对称循环弯曲疲劳极限-1=300MPa,若疲劳曲线指数m=9,应力循环基数N0=107,当该零件工作的实际应力循环次数N=105时,则按有限寿命计算,对应于N的疲劳极限-1N为 CMPa。A 300 B 420 C 500.4D 430.537 某结构尺寸相同的零件,当采用 C 材料制造时,其有效应力集中系数最大。A HT200 B 35号钢 C 40CrNi D 45号钢38 某个40Cr钢制成的零件,已知B=750MPa,s=550MPa,-1=350MPa,=0.25,零件危险截面处的最大工作应力量max=185MPa,最小工作应力min=-75MPa,疲劳强度的综合影响系数K=1.44,则当循环特性r=常数时,该零件的疲劳强度安全系数Sa为 B 。A 2.97 B 1.74 C 1.90 D 1.4539 对于循环基数N0=107的金属材料,下列公式中, A 是正确的。A rmN=C B Nm=C C 寿命系数 D 寿命系数kN1.0310 已知某转轴在弯-扭复合应力状态下工作,其弯曲与扭转作用下的计算安全系数分别为 S=6.0、S=18.0,则该轴的实际计算安全系数为 C 。A 12.0 B 6.0 C 5.69 D 18.0 311 在载荷和几何尺寸相同的情况下,钢制零件间的接触应力 A 铸铁零件间的接触应力。A 大于 B 等于 C 小于 D 小于等于312 两零件的材料和几何尺寸都不相同,以曲面接触受载时,两者的接触应力值 A 。A 相等 B 不相等C 是否相等与材料和几何尺寸有关D 材料软的接触应力值大 313 两等宽的圆柱体接触,其直径d1=2d2,弹性模量E1=2E2,则其接触应力为 A 。A H1=H2 B H1=2H2 C H1=4H2 D H1=8H2314 在图中示出圆柱形表面接触的情况下,各零件间的材料、宽度均相同,受力均为正压力F,则 A 的接触应力最大。d1d2d3d1d1d1d3d2FFFF A B C D 题314图315 在上题A图中,d2=2d1,小圆柱的弹性模量为E1,大圆柱的弹性模量为E2,E为一定值,大小圆柱的尺寸及外载荷F一定,则在以下四种情况中, D 的接触应力最大, A 的接触应力最小。A E1=E2=E/2 B E1=E、E2=E/2 C E1=E/2、E2=E D E1=E2=E二、填空题316 判断机械零件强度的两种方法是 最大应力法 及 安全系数法 ;其相应的强度条件式分别为 及 ScaS 。317 在静载荷作用下的机械零件,不仅可以产生 静 应力,也可能产生 变 应力。318 在变应力工况下,机械零件的强度失效是 疲劳失效 ;这种损坏的断面包括 光滑区 及 粗糙区 两部分。319 钢制零件的-N曲线上,当疲劳极限几乎与应力循环次数N无关时,称为 无限寿命 循环疲劳;而当NN0时,疲劳极限随循环次数N的增加而降低的称为 有限寿命 疲劳。320 公式表示 复合(双向)应力状态下 疲劳或静 强度的安全系数,而表示 复合(双向) 应力状态下的 静 强度的安全系数。321 零件表面的强化处理方法有 化学热处理 、 高频表面淬火 、 表面硬化加工 等。322 机械零件受载荷时,在 截面形状突变处 产生应力集中,应力集中的程度通常随材料强度的增大而 增大 。三、分析与思考题AAAFrFrFrnnFa323 图示各零件均受静载荷作用,试判断零件上A点的应力是静应力还是变应力,并确定应力比r的大小或范围。非对称循环应力-1r1对称循环应力r= -1静应力r= +1 题323图324 零件的等寿命疲劳曲线与材料试件的等寿命疲劳曲线有何区别?在相同的应力变化规律下,零件和材料试件的失效形式是否总是相同的?为什么(用疲劳极限应力图说明)?amO材料零件答:考虑零件的几何形状变化、加工尺寸、加工质量及强化因素的影响,使得零件的疲劳极限要小于材料试件的疲劳极限。在相同的应力变化规律下,零件和材料试件的失效形式相比不一定相同,如图示:点相同,而点材料静强度失效,零件是疲劳失效,不同区域为图中阴影面积。M1M2325 试说明承受循环变应力的机械零件,在什么情况下可按静强度条件计算?什么情况下可按疲劳强度条件计算?maCGO答:NN0,塑性材料,已进入无限寿命区,所以取R34840328 某零件如图所示,材料的强度极限B=650Mpa,表面精车,不进行强化处理。试确定-截面处的弯曲疲劳极限的综合影响系数K和剪切疲劳极限的综合影响系数K解:,附图3-1 题328图 附图3-2 , 附图3-3 附图3-4 零件不强化处理 所以: 329 某轴只受稳定交变应力的作用,工作应力max=240MPa,min=-40MPa。材料的机械性能-1=450MPa,s=800MPa,0=700Mpa,轴上危险截面处的k=1.3,=0.78,=1,q=1。 绘制材料的简化极限应力图; 用作图法求极限应力r及安全系数(按r=C加载和无限寿命考虑); 取S=1.3,试用计算法验证作图法求S值,并校验此轴是否安全。解:(1)A点(0,-1),B点(0/2,0/2),S点(s.0) (2) 工作点:a=(240+40)/2=140 m=(240-40)/2=100 M(166,248) m=166+248=414mm (3) 安全 s330 一零件由45钢制成,材料的力学性能为:S=360MPa,-1=300MPa,=0.2。已知零件上两点的最大工作应力和最小工作应力分别为:M1点:max=190 Mpa、min=110 Mpa;M2点:max=170 Mpa、min=30 Mpa,应力变化规律为r=常数,弯曲疲劳极限的综合影响系数K=2.0,试分别用图解法和计算法确定该零件的计算安全系数。解: M1: M2: 图解: 解析法:M1: M2: mm331 转轴的局部结构如题3-28图所示。已知轴的-截面承受的弯矩M=300N.m,扭矩T=800N.m,弯曲应力为对称循环,扭转切应力为脉动循环。轴的材料为40Cr钢调质,-1=355MPa,-1=200MPa,=0.2,=0.1,设K=2.2,K=1.8,试计算考虑弯曲和扭转共同作用时的计算安全系数Sca。解:M: T: 屈服安全系数:查书P355 40Cr:s=540MPa按第三强度理论:332 实心转轴的危险截面上受有载荷为:弯矩M=100N.m;转矩为周期变化,T=050N.m。轴的材料为碳钢,已知力学性能为:s=300MPa,-1=170MPa,s=180MPa,-1=100MPa。若截面直径d=25mm,有效应力集中系数k=1.79,k=1.4
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