强度计算习题及答案.doc

宁夏大学机械工程学院《机械设计》课程习题——第三章 一、填空题：（13分） 1.影响机械零件疲劳强度的主要因素有 应力集中 、 尺寸及截面形状 、 表面质量（强化） 。（列出3项） 2.在静应力工况下，不仅可以产生 静 应力，也可能产生 变 应力。 3. 钢制零件的疲劳曲线(曲线)中，当时为 有限疲劳寿命 区；而当时为 无限疲劳寿命 区。 4. 零件按无限寿命设计时，疲劳极限取疲劳曲线上的 水平线对应的 应力水平；按有限寿命设计时，预期达到N次循环时的疲劳极限表达式为 。 5. 在校核轴危险截面处的安全系数时，在该截面处同时有圆角、键槽及配合边缘等应力集中源，此时应采用 其中最大的有效 应力集中系数进行计算。 6. 有一传动轴的应力谱如图所示，则＝ ， ＝ 。 7. 铁路车辆的车轮轴只受 对称循环弯曲 应力。 二、选择题：（20分） 1.某齿轮传动装置如图1所示，轮1为主动轮，则轮2的齿面接触应力应按 B 变化。 A．对称循环 B．脉动循环 C．循环特性r=-0.5的循环 D．循环特性r=+1的循环 2. 图1所示的齿轮传动装置，轮1为主动轮，当轮1做双向回转时，则轮1齿面接触应力按 B 变化。 A. 对称循环 B.脉动循环 C．循环特性r=-0.5的循环 D．循环特性r=+1的循环 3. 某单向回转工作的转轴，考虑起动、停车及载荷不平稳的影响，其危险截面处的切应力的应力性质通常按下图中的 B 计算。 4. 两等宽的圆柱体接触，其直径，弹性模量，则其接触应力值为 A 。 A． B. C. D. 5. 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分别为十1、0、-0.5、-1，则其中最易发生失效的零件是 D 。 A．甲 B 乙 C．丙 D．丁 6.下图所示为四种圆柱体接触情况，各零件的材料相同，接触宽度及受载均相同，图中，则情况 A 的接触应力最大； C 的接触应力最小。 7.某钢制零件材料的对称循环弯曲疲劳极限，若疲劳曲线指数m=9，应力循环基数，当该零件工作的实际应力循环次数时，则按有限寿命计算，对应于N的疲劳极限为 C MPa。 A．300 B. 428 C. 500.4 D.430.5 8.在下图所示的极限应力图中，工作应力N点位置如图，加载情况属于情况，试用作图法判定其材料的极限应力取为 D 。 A． B. . C. D. 9. 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 10. 某截面形状一定的零件，当其尺寸增大时，其疲劳极限值将随之 B 。 A．增高 B．降低 C．不变 D. 规律不定 三、分析计算题（67分）： 1. （15分）已知某一合金钢的，，。（1）试绘制（按比例）此材料试件的简化极限应力图；（2）设此试件受的变应力作用，试用所绘制的极限应力图求出该试件 在这种情况下的极限应力。 ——5分 ——5分 ——5分——5分 ——5分 ——5分 2.（12分）一圆轴的轴肩尺寸为D=72mm，d=62mm,r=3mm.材料为40CrNi，其强度极限屈服极限试计算轴肩的弯曲有效应力集中系数。 解：确定公式中的未知量： ——5分1)确定： ——5分 查附图3-1，r=3mm, 有 980 0.91 700 0.84 由插值公式代入，；，,及可计算出 ——5分2）确定 ——5分 查附表3-2，在 1.20 1.10 1.16 0.04 2.09 2.00 2.054 0.10 1.62 1.59 1.618 经过三次插值计算可得当时 ——2分3）将上述各参数代入公式计算后得 ——2分 3. （20分）圆轴轴肩处的尺寸为：D=54mm，d=45mm，r=3mm。材料的力学性能为：，试绘制零件的简化等寿命疲劳曲线。 解：弯曲综合影响系数为，分别确定公式中的各项系数： ——5分1）——有效应力集中系数 ——5分 ——材料的敏性系数，查附图3-1，当r=3mm时，； ——理论应力集中系数，查附表3-2， 1.2 0.04 2.09 0.10 1.62 从上表中需要插值出时 ——2分则 ——2分 ——2分2）——尺寸系数，设试件