1、第三章 機械零件的強度一、選擇題31 零件的截面形狀一定，當截面尺寸增大時，其疲勞極限值將隨之 C 。A 增加 B不變 C 降低 D 規律不定 D1D2SmaB1B2C1C2O32 在圖中所示的極限應力圖中，工作應力有C1、C2所示的兩點，若加載規律為r=常數。在進行安全系數校核時，對應C1點的極限應力點應取為 A ，對應C2點的極限應力點應取為 B 。A B1 B B2 C D1 D D233 同上題，若加載規律為m=常數，則對應C1點的極限應力點應取為 C ，對應C2點的極限應力點應取為 D 。A B1 B B2 C D1 D D2 題32圖amCo34 在圖中所示的極限應力圖中，工作應力

2、點為C，OC線與橫坐標軸的交角=600，則該零件所受的應力為 D 。A 對稱循環變應力 B 脈動循環變應力C max、min符號（正負）相同的不對稱循環變應力D max、min符號（正負）不同的不對稱循環變應力 題34圖35 某四個結構及性能相同的零件甲、乙、丙、丁，若承受最大應力的值相等，而應力循環特性r分別為+1、-1、0、0.5，則其中最易發生失效的零件是 B 。A 甲 B 乙 C 丙 D 丁36 某鋼制零件材料的對稱循環彎曲疲勞極限-1=300MPa，若疲勞曲線指數m=9，應力循環基數N0=107，當該零件工作的實際應力循環次數N=105時，則按有限壽命計算，對應于N的疲勞極限-1N為

3、 CMPa。A 300 B 420 C 500.4D 430.537 某結構尺寸相同的零件,當采用 C 材料制造時,其有效應力集中系數最大。A HT200 B 35號鋼 C 40CrNi D 45號鋼38 某個40Cr鋼制成的零件，已知B=750MPa，s=550MPa，-1=350MPa，=0.25，零件危險截面處的最大工作應力量max=185MPa，最小工作應力min=-75MPa，疲勞強度的綜合影響系數K=1.44，則當循環特性r=常數時，該零件的疲勞強度安全系數Sa為 B 。A 2.97 B 1.74 C 1.90 D 1.4539 對于循環基數N0=107的金屬材料,下列公式中, A

4、 是正確的。A rmN=C B Nm=C C 壽命系數 D 壽命系數kN<1.0310 已知某轉軸在彎-扭復合應力狀態下工作，其彎曲與扭轉作用下的計算安全系數分別為 S=6.0、S=18.0，則該軸的實際計算安全系數為 C 。A 12.0 B 6.0 C 5.69 D 18.0 311 在載荷和幾何尺寸相同的情況下,鋼制零件間的接觸應力 A 鑄鐵零件間的接觸應力。A 大于 B 等于 C 小于 D 小于等于312 兩零件的材料和幾何尺寸都不相同，以曲面接觸受載時，兩者的接觸應力值 A 。A 相等 B 不相等C 是否相等與材料和幾何尺寸有關D 材料軟的接觸應力值大 313 兩等寬的圓柱體接觸

5、，其直徑d1=2d2，彈性模量E1=2E2，則其接觸應力為 A 。A H1=H2 B H1=2H2 C H1=4H2 D H1=8H2314 在圖中示出圓柱形表面接觸的情況下，各零件間的材料、寬度均相同，受力均為正壓力F，則 A 的接觸應力最大。d1d2d3d1d1d1d3d2FFFF A B C D 題314圖315 在上題A圖中，d2=2d1，小圓柱的彈性模量為E1，大圓柱的彈性模量為E2，E為一定值，大小圓柱的尺寸及外載荷F一定，則在以下四種情況中， D 的接觸應力最大， A 的接觸應力最小。A E1=E2=E/2 B E1=E、E2=E/2 C E1=E/2、E2=E D E1=E2=

6、E二、填空題316 判斷機械零件強度的兩種方法是 最大應力法 及 安全系數法 ；其相應的強度條件式分別為 及 ScaS 。317 在靜載荷作用下的機械零件，不僅可以產生 靜 應力，也可能產生 變 應力。318 在變應力工況下，機械零件的強度失效是 疲勞失效 ；這種損壞的斷面包括 光滑區 及 粗糙區 兩部分。319 鋼制零件的-N曲線上，當疲勞極限幾乎與應力循環次數N無關時，稱為 無限壽命 循環疲勞；而當N<N0時，疲勞極限隨循環次數N的增加而降低的稱為 有限壽命 疲勞。320 公式表示 復合（雙向）應力狀態下 疲勞或靜 強度的安全系數，而表示 復合（雙向） 應力狀態下的 靜 強度的安全系

7、數。321 零件表面的強化處理方法有 化學熱處理 、 高頻表面淬火 、 表面硬化加工 等。322 機械零件受載荷時，在 截面形狀突變處 產生應力集中，應力集中的程度通常隨材料強度的增大而 增大 。三、分析與思考題AAAFrFrFrnnFa323 圖示各零件均受靜載荷作用，試判斷零件上A點的應力是靜應力還是變應力，并確定應力比r的大小或范圍。非對稱循環應力-1<r<1對稱循環應力r= -1靜應力r= +1 題323圖324 零件的等壽命疲勞曲線與材料試件的等壽命疲勞曲線有何區別？在相同的應力變化規律下，零件和材料試件的失效形式是否總是相同的？為什么（用疲勞極限應力圖說明）？amO材料

8、零件答：考慮零件的幾何形狀變化、加工尺寸、加工質量及強化因素的影響，使得零件的疲勞極限要小于材料試件的疲勞極限。在相同的應力變化規律下，零件和材料試件的失效形式相比不一定相同，如圖示：點相同，而點材料靜強度失效，零件是疲勞失效，不同區域為圖中陰影面積。M1M2325 試說明承受循環變應力的機械零件，在什么情況下可按靜強度條件計算？什么情況下可按疲勞強度條件計算？maCGO答：N<103時，或在疲勞極限應力圖處OGC區域時，可按照靜強度計算，否則，應按照疲勞強度計算。326 在雙向穩定變應力下工作的零件，怎樣進行疲勞強度的計算？答：先按單向應力分別計算出:S,S 再由： 檢驗。四、設計計算

9、題327 某材料的對稱循環彎曲疲勞極限應力-1=350Mpa，疲勞極限S=550Mpa，強度極限B=750Mpa，循環基數N0=5×106，m=9，試求對稱循環次數N分別為5×104、5×105、5×107次時的極限應力。解： ， 因為：N3>N0，塑性材料，已進入無限壽命區，所以取R34840328 某零件如圖所示，材料的強度極限B=650Mpa，表面精車，不進行強化處理。試確定-截面處的彎曲疲勞極限的綜合影響系數K和剪切疲勞極限的綜合影響系數K解：，附圖3-1 題328圖 附圖3-2 , 附圖3-3 附圖3-4 零件不強化處理 所以： 329

10、某軸只受穩定交變應力的作用，工作應力max=240MPa，min=-40MPa。材料的機械性能-1=450MPa，s=800MPa，0=700Mpa，軸上危險截面處的k=1.3，=0.78，=1，q=1。 繪制材料的簡化極限應力圖； 用作圖法求極限應力r及安全系數（按r=C加載和無限壽命考慮）； 取S=1.3，試用計算法驗證作圖法求S值，并校驗此軸是否安全。解：（1）A點（0，-1），B點（0/2，0/2），S點（s.0） （2） 工作點：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4

11、5鋼制成，材料的力學性能為：S=360MPa，-1=300MPa，=0.2。已知零件上兩點的最大工作應力和最小工作應力分別為：M1點：max=190 Mpa、min=110 Mpa；M2點：max=170 Mpa、min=30 Mpa，應力變化規律為r=常數，彎曲疲勞極限的綜合影響系數K=2.0，試分別用圖解法和計算法確定該零件的計算安全系數。解： M1： M2： 圖解： 解析法：M1: M2: mm331 轉軸的局部結構如題3-28圖所示。已知軸的-截面承受的彎矩M=300N.m，扭矩T=800N.m，彎曲應力為對稱循環，扭轉切應力為脈動循環。軸的材料為40Cr鋼調質，-1=355MPa，-1=200MPa，=0.2，=0.1，設K=2.2，K=1.8，試計算考慮彎曲和扭轉共同作用時的計算安全系數Sca。解：M: T: 屈服安全系數：查書P355 40Cr：s=540MPa按第三強度理論：332 實心轉軸的危險截面上受有載荷為：彎矩M=100N.m；轉矩為周期變化，T=050N.m。軸的材料為碳鋼，已知力學性能為：s=300MPa，-1=