机械设计考研练习题-机械零件的强度

机械零件的强度一名词解释(1)静应力：静应力:大小和方向不随转移而产生变化或变化较缓慢的应力，其作用下零件可能产生静断裂或过大的塑性变形，即应按静强度进行计算。(2)变应力：大小和方向均可能随时间转移产生变化者，它可以是由变载荷引起的，也可能因静载荷产生(如电动机重量给梁带来的弯曲应力)变应力作用的零件主要发生疲劳失效。(3)工作应力：用计算载荷按材料力学根本公式求得作用在零件剖面上的内力:,等。(4)计算应力：根据零件危险断面的复杂应力状态，按适当的强度理论确定的，有相当破坏作用的应力。(5)极限应力：根据材料性质及应力种类用试件试验得到的机械性能失效时应力极限值，常分为用光滑试件进行试验得到的材料极限应力及用零件试验得到的零件的极限应力。(6)许用应力：设计零件时，按相应强度准那么、计算应力允许到达的最大值。(7)计算平安系数：零件(材料)的极限应力与计算应力的比值，以衡量平安程度。(8)平安系数许用值：根据零件重要程度及计算方法精确度给出设计零件平安程度的许用范围，力求。二选择题(1)零件受对称循环应力时，对于塑性材料应取Ｃ作为材料的极限。A.材料的抗拉强度B.材料的屈服极限C.材料的疲劳极限D.屈服极限除以平安系数。(2)零件的截面形状一定时，当截面尺寸增大，其疲劳极限将随之Ｃ。A.增高B.不变C.降低(3)在载荷几何形状相同的条件下，钢制零件间的接触应力Ｃ铸铁零件间的接触应力。A.小于B.等于C.大于(4)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(5)在图3-1所示某试件的，极限应力简图中，如工作应力点M所在的ON线与横轴间夹角°，那么该试件受的是Ｃ。图3-1A.不变号的不对称循环变应力B.变号的不对称循环变应力C.脉动循环变应力D.对称循环变应力(6)发动机连杆横截面上的应力变化规律如图3-2所示，那么该变应力的循环特性为Ｃ。A.0.24B.-4.17C图3-2(7)由试验知，有效应力集中、绝对尺寸和外表状态只对Ａ有影响。A.应力幅B.平均应力C.应力幅和平均应力(8)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，通常按以下图3-3中的Ｂ计算。图3-3(9)对于轮齿弯曲强度已满足承载能力要求的以下传动，常见失效形式为：润滑良好的闭式齿轮传动A；蜗杆材料为钢，蜗轮材料为青铜的蜗杆传动C。A.疲劳点蚀B.磨粒磨损C.胶合D.轮齿折断(10)在普通键联接及销轴联接中，两者的接触长度均为，键与轮毂键槽的接触高度为，销轴直径为，许用挤压应力为，轴头直径为，其许用传递转矩分别为：键联接=B()，销轴联接=C()。A.B.C.D.以上式子中：长度单位为，应力单位为，转矩单位为。(11)以下公式中A是正确的。A.B.C.D.(12)某零件的，，工作应力，，工作点位于塑性平安区，那么该零件的平安系数为C。A.1.78B.5.0(13)当转轴所受的径向力大小方向不变时，其许用弯曲应力应选B。A.B.C.D.(14)对于受循环变应力作用的零件，影响疲劳破坏的主要应力成分是C。A.最大应力B.平均应力C.应力幅D.最小应力(15)一对啮合的传动齿轮，单向回转，那么齿面接触应力按C变化。A.对称循环B.循环特性C.脉动循环D.循环特性(16)塑性材料制成的零件，进行静强度计算时，其极限应力为A。A.B.C.D.(17)有限寿命疲劳极限符号中，表示寿命计算的B。A.循环基数B.循环次数C.寿命指数D.寿命系数(18)绘制坐标中的简化疲劳极限应力线图，绘制此图起码应具备的条件是C。A.各种循环特性值r下的实验结果B.某一循环特性实验求得的疲劳极限应力C.材料的屈服极限，以及疲劳极限和D.根据理论计算出一系列数据(19)形状相同、尺寸一样、工作条件也相同的零件，用A制造时那么有较大的应力集中系数。A.铸铁B.低强度钢C.高强度合金钢(20)两轴线互相平行的圆柱体接触，受径向压力，那么两零件的接触应力A。A.相等B.不相等C.与直径有关，直径大的接触应力大(21)代表变应力，其脚标-1代表D。A.=-lB.=-1C.=-1D.=-1(22)两圆柱体接触，其直径，弹性模量，长度，那么其接触应力和的关系是A。A.B.C.D.(23)四个结构和材料完全相同的零件甲、乙、丙、丁，假设承受最大的应力也相同，而应力特性系数分别等于+1.0、0、－0.5、－1.0，最可能先发生失效的是D。A.甲B.乙C.丙D.丁(24)在外载荷不变的情况下，试判断以下零件上各点应力的变化特性(用应力循环特性系数表示)：=1\*GB3①转动心轴，外径上的弯曲应力r为B；=2\*GB3②推力球轴承滚动体上一点的接触应力，r为C。A.r=+1B.r=-1C.r=0D.0<r<+1E.-1<r<0(25)某齿轮传动装置如图3-4所示，轮1为主动轮，那么轮2的齿面接触应力按B变化。图3-4A.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(26)图3-4所示的齿轮传动装置，轮1为主轮，当轮l做双向回转时，那么轮1的齿面接触应力按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的循环三填空题(1)机械零件受载时，在截面形状突变处处产生应力集中，应力集中的程度通常随材料强度的增加而增大。(2)在静强度条件下，塑性材料的极限应力是屈服极限，而脆性材料的极限应力是抗拉强度。(3)运用Miner理论分析对称循环下的不稳定循环变应力时，假设材料的持久疲劳极限为，计算时所考虑的应力幅应当是整个工作寿命期限内大于的应力幅。(4)某材料的对称循环疲劳极限，屈服极限，抗拉强度，循环基数当对称循环次数分别为、、次时，极限应力分别为、、。(5)假设一零件的应力循环特性r=+0.5,，那么此时，为；为；为。(6)影响机械零件疲劳强度的主要因素，除材料性能、应力循环特性r和应力循环次数N之外，主要有应力集中、零件尺寸和外表状态等。(7)在图3-5所示某零件的许用极限应力图中，为疲劳极限曲线，为零件的工作应力点，以下3种情况下的极限应力点分别为：1)应力循环特性常数时，点；2)平均应力常数时，点；3)最小应力常数时，点。图3-5(8)影响零件疲劳强度的主要因素有应力集中，绝对尺寸，材料及热处理(列出3项)。(9)有一零件，，工作应力，许用应力，那么此零件的工作平安系数为1.8，许用平安系数为2.0，此零件是否平安?不平安，这是因为。(10)如图3-6所示，滚动轴承在内圈转动、外圈固定时，其外圈上一点的应力类型为脉动变应力。图3-6〔11〕在交变应力中，应力循环特性系数是指的比值。(12)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。(13)材料的许用应力越大，说明材料的强度就越高。(14)在静强度条件下塑性材料的极限应力是屈服极限，而脆性材料的极限应力是强度极限。四是非题(1)变应力都是由变载荷产生的。(F)(2)用40钢〔〕，经校核其扭转刚度不够，可改选高强度合金结构40Cr〔〕，以提高刚度。(F)(3)在变应力作用下，零件的主要失效形式将是疲劳断裂，而在静应力作用下，其失效形式将是塑性变形或断裂。(T)(4)火车的车轮轴只承受对称循环弯曲变应力。(T)(5)钢的强度极限越高，对应力集中就越敏感。(T)(6)周期不变的变应力为稳定循环变应力。(T)(7)非稳定变应力是指平均应力或应力幅或变化周期随时间而变化的变应力。(T)(8)静载荷作用下的零件，不仅可以产生静应力，也可能产生变应力。(T)(9)增大零件过渡曲线的圆角半径可以减小应力集中。(T)五分析与计算题(1)图3-7所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，并确定应力循环特性的大小或范围。图3-7解：a)图A点为静应力，r=l；b)图A点为对称循环变应力，r=-1；c)图Ａ点为不对称循环变应力，-1<r<1。(2)某零件如图3-8所示，材料的抗拉强度，外表精车，不进行强化处理。试确定1-1截面处的弯曲疲劳极限的综合影响系数和剪切疲劳极限的综合影响系数。图3-8解：。(3)某钢制零件材料性能为，，受单向稳定循环变应力作用，危险剖面的综合影响系数。1)假设工作应力按常数的规律变化，问该零件首先发生疲劳破坏，还是塑性变形？2)假设工作应力按循环特性常数的规律变化，问在什么范围内零件首先发生疲劳破坏?(图解法、解析法均可)解：1)。，作该零件的极限应力线图(如答图1)。常数时，应力作用点在线上，与极限应力图交于线上，所以该零件首先发生塑性变形。答图12)常数时，发生疲劳破坏的工作应力点在OGA范围内，G点，所以，时首先发生疲劳破坏。(4)一零件由45钢制成，材料的力学性能为:，，。零件上的最大工作应力，最小工作应力，弯曲疲劳极限的综合影响系数。1)当应力变化规律为为常数时，分别用图解法和计算法确定该零件的计算平安系数。2)假设应力变化规律为常数，该零件会发生什么形式的破坏？解：1)计算法：；；图解法：由，得；；2)发生塑性变形〔如答图2〕答图2(5)某材料受弯曲变应力作用，其力学性能为:，，。现用此材料的试件进行试验，以对称循环变应力作用次，作用次作用次。试确定:1)该试件在此条件下的计算平安系数。2〕如果试件再作用的应力，还能循环多少次试件才破坏?解：1)；2)。(6)轴的局部结构如图3-9所示。轴的Ⅰ-Ⅰ截面承受的弯矩，转矩，弯曲应力为对称循环，扭转切应力为脉动循环。轴材料为40Cr钢调质，，，，，，试计算考虑弯矩和转矩共同作用时的计算平安系数。图3-9解：(7)某受稳定弯曲变应力作用的轴类零件，最大工作应力，最小工作应力。材料的对称循环疲劳极限，脉动循环疲劳极限，屈服极限。1)试绘出材料的按折线简化的极限应力图；2)在简化极限应力图上标明工作应力点；3)说明该零件可能的失效形式(简单加载)。解：1〕折线；见答图3。2〕工作应力点；3)点位于疲劳平安区，可能的失效形式为疲劳破坏。答图3(8)某气缸螺栓联接，因气缸工作压力在间变化，使螺栓工作载荷在间变化(见图3-10)。试在题给的螺栓联接力-变形图上标出预紧力，剩余预紧力，螺栓工作载荷；螺栓最大拉力，最小拉力，拉力幅；图3-10解：螺栓联接力-变形图如答图4所示。答图4(9)指出图3-11(a)、(b)两中种结构，哪个更合理?为什么?图3-11解：b方案合理。理由：1)在b方案中齿轮上的作用力至支点距离缩短，降低弯矩。2)轴改为锥形，与该段弯矩图更接近，尽量少的材料，可获得较小最大应力。(10)：平均应力，应力特性系数，求出最大应力、最小应力和应力幅，并画出应力随着时间的变化曲线，说明这是什么类型的应力？解：由和求得最大应力最小应力应力幅由答图5可以看出。此应力为一般循环变应力。答图5应力随时间的变化曲线(11)一旋转轴直径，受径向力，跨距。力作用在二支点中间，见图3-12。试计算点的最大弯曲应力、最小弯曲应力、应力幅、平均应力和应力特性系数，并画出其变应力图。图3-12解：梁中点受到最大弯矩最大应力最小应力所以平均应力应力幅应力特性系数此题的变应力图见答图6。答图6(12)根据参数求未知参数，并画出应力变化图。1)，，求,和r,画出应力变化图。解:；；(应力图略)2)，，求,和,画出应力变化图。解:；；r=-0.2(应力图略)3)r=