机械设计强度篇章典型试题剖析

1 一一 是非题 正确的在 中写是非题 正确的在 中写 错误的在 中写 错误的在 中写 1 在不改变零件静强度的条件下 加大在一定载荷下零件的弹性变形量 将会降低该 零件的冲击强度 2 在不改变零件静强度的条件下 加大在一定载荷下零件的弹性变形量 可提高耐 冲击强度 3 设计零件时 安全系数应尽可能选大些 使该零件工作更可靠与安全 4 某转轴采用 40 钢 经校核其扭转刚度不够 可改选高强度合金结 S MPa 335 构钢 40Cr 以提高刚度 S MPa 785 5 设计某普通碳钢零件时 校核后刚度不足 采用高强度合金钢时 对提高其刚度 是不起作用的 6 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 7 只要材料的平均极限应力 lim大于零件的平均工作应力 m 则安全系数 S 就大于 1 工作是可靠的 8 若材料的平均极限应力 lim大于零件的平均工作应力 m 则零件的安全系数不一 定总是大于 1 9 渐开线圆柱直齿轮传动空载运转时 可以认为是处于齿面线接触状态 10 渐开线圆柱直齿轮传动工作时 齿面载荷的传递是通过真实的线接触进行的 11 两圆柱体相接触 其轴线互相平行 在受法向压力作用下 则两零件的接触应力 不等 直径大的零件所受接触应力小 12 两圆柱体相接触 其轴线互相平行 受法向压力 则两零件的接触应力相等 2 二 选择题 把正确的选项代号填入 中 1 在受轴向变载荷的紧螺栓联接中 采用柔性螺栓 是为了 A 增大变载荷下的剩余预紧力 提高联接可靠性 B 改善变载荷下的螺母支承面接触状态 C 降低应力幅 a D 可减轻螺栓重量 节省材料 2 已知某转轴在复合应力状态下工作 其弯矩作用与扭矩作用下的安全系数分别为 S 6 1 S 18 5 则该转轴的实际安全系数大小为 A 15 32 B 8 3 C 5 79 D 12 3 3 下列各图中 各零件材料相同 受力相同 宽度相同 则 的接触应力最大 最小 4 绘制塑性材料零件极限应力线图 折线图 时 所必须的已知数据是 A 1 0 K DB 0 S K D C 1 0 SD 1 0 S K D 5 下列公式中 是正确的 A B C D mN C NC m kNN N m 0 10 0 2 6 在图示的极限应力图中 工作应力 N 的位置如图所示 加载属 min 常数 进行安全系数计 算中 其材料的极限应力取为 A BB 0C 1D S 3 7 在图示的零件的极限应力图中 M 为工作应力点 应力循环特性 r 常数 NO 线与横轴间 夹角 40 则该零件受的应力为 类型 A 不变号的不对称循环应力 B 变号的不对称循环应力 C 对称循环变应力 D 脉动循环变应力 二二 填空题 把答案写在题中的空格里填空题 把答案写在题中的空格里 1 零件刚度的计算准则是 2 以转轴为例 列出其刚度计算的三个准则 3 铁路车辆的车轴所受的弯曲应力 其循环特性为 4 机械零件的工作安全系数 或实际安全系数 等于 之比 5 有一零件受变载荷 其 max 800MPa min 200MPa 则其平均应力 m 应力幅 a 循环特性 r 6 利用材料的热胀冷缩性质 过盈配合联接可采用 4 的方法来进行装配 7 刚度大小用 表示 柔度大小则用 表示 8 设计配合零件时 为了防止由于温度的变化引起配合性质的过大变化 配合件一 般采用 材料 9 机械零件的表面损坏形式主要有 及 10 进行摩擦副热平衡计算的目的是 热平衡计算的 条件是 三三 分析题 简要回答以下问题分析题 简要回答以下问题 1 为什么对某些机械零件设计时提出刚度要求 写出三条即可 2 提高零件的疲劳强度通常采取哪些措施 举出三种即可 3 a m max min r五个参数各代表什么 绘图说明当 m 250 MPa r 0 25 时应力随时间的变化曲线 4 已知某零件材料的力学性能为 1 110MPa S 200MPa 0 200MPa 零件工作 时 其 max 120MPa min 40MPa 1 画出此材料的按折线简化的极限应力图 2 按简单加载情况 试判断此零件可能的失效形式 5 5 图示为一塑性材料的简化极限应力图 1 请标出图中点 A B S 的坐标 2 设用 该材料制造机械零件 其综合影响系数 K D 2 则考虑综合影响系数时点 A B 在 图上何处 请标出 6 6 已知极限应力图中某应力状态 C Cm Ca 试在该图上标出 C 点按三种应力变化 常数 m 常数及 min 常数 时的极限应力点 r minmax 7 某气缸螺栓联接 因气缸工作压力在 0 FQ间变化 使螺栓工作载荷在 0 F 间变 化 见题图 1 试在题给的螺栓联接力 变形图上 题图 标出预紧力 F 剩余预紧力 F 螺栓工 作载荷 0 F 螺栓最大拉力 Fmax 最小拉力 Fmin 拉力幅 Fa 2 在题给的该零件许用极限应力图上 标出相应于给定的最小工作应力 min点的 极限应力点 C 3 按照满足应力幅的强度条件标出安全系数 Sa 2 情况下的工作应力点 C 7 四四 结构题 结构题 1 举出三种产生应力集中的结构 并各提出一种改进方案 2 图示的轮毂结构 在 F 力作用下 轴上的最大弯矩较大 试画出降低最大应力的 轮毂结构 3 对于承受重载的弹簧 如果用单独一个圆柱螺旋压缩弹簧 其外径尺寸及弹簧直 径过大 提出一种常用的简便改进结构设计方案 8 4 为了提高受轴向变载荷紧螺栓联接的疲劳强度 普通的螺栓结构如何改进 画出 两种改进结构简图 5 指出图中 a b 两种结构 哪个更合理 为什么 9 五五 大型题 计算下列各题大型题 计算下列各题 1 某优质碳素结构钢零件 其 s 280MPa B 560MPa 1 250MPa 工作应力 max 155MPa min 30MPa 零件的有效应力集中系数 K 1 65 尺寸系数 0 81 表面状态系数 0 95 等效系数 0 30 如取许用安全系数 S 1 5 试校核该零件的 强度是否足够 为安全起见一般计算屈服强度和疲劳强度两种安全系数 2 某钢制零件 其 B 560MPa S 280MPa 1 250MPa 0 385MPa 工作变应力 零件的有效应力集中系数 绝 max 155MPa min 30MPaK 165 对尺寸系数 表面状态系数 要求许用安全系数 常数 08 095 S 15 r 校核该零件的强度是否足够 提示 解此题时 可略去画疲劳极限应力图 因此在不能判断何种失效方式情况 下 要求分别验算疲劳强度安全系数及静强度安全系数是否满足要求 10 3 已知气缸工作压力在 0 0 5 MPa之间变化 气缸内直径 D2 800 mm 缸盖螺栓 为 M16 螺栓数目 z 28 个 螺栓相对刚度系数 联接的剩余预紧力 c cc 1 12 08 F 为螺栓工作载荷 螺纹小径 d1 13 835 mm 螺栓的许用极限应力图已 FF15 知 1 试在给出的许用极限应力图上标出工作应力点 C 2 在该图上标出相应 C 点的极限应力点 C 3 按应力幅强度条件 由作图法求出安全系数 S 11 4 一个由 40Cr 制成的零件 其力学性能如下 屈服极限 对称循环 S MPa 550 疲劳极限 脉动循环疲劳极限 已知最大工作应力 1 320MPa 0 540 MPa 最小工作应力 r 常数 综合影响系数 max 185MPa min 75MPa K D 2 试绘制该零件的许用极限应力图 折线图 并用作图法计算它的安全系数 指出该 零件可能发生的破坏形式 12 5 某零件的材料 试 B M