机械设计作业第3章题解.pdf

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1、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯最新资料推荐⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯第三章机械零件的强度三、分析与思考题3—23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。FrFrFrnFan非对称循环应力AAA-1

2、虑零件的几何形状变化、加σa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零件材料的疲劳极限。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，M1如图示：Ｍ１点相同，而Ｍ２点材料静强度失效，零件是疲劳失效，不同区域为M2σm图中阴影面积。O3—25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？3答：N<10时，或在疲劳极限应力图处OGC区域时，可按照静强度计算，否则，应按照疲劳强度计算。σaG疲静σmOC3—2

3、6在双向稳定变应力下工作的零件，怎样进行疲劳强度的计算？答：先按单向应力分别计算出:Sσ,Sτ1⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯最新资料推荐⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯SS再由：Sca[S]检验。22SS四、设计计算题3—27某材料的对称循环弯曲疲劳极限应力σ-1=350Mpa，疲劳极限σS=550Mpa，强度极限6457σB=750Mpa，循环基数N0=5×10，m=9，试求对称循环次数N分别为5×10、5×10、5×10次时的极限应力。6510解：9583.835MP

4、a，∴550MPa1N141∵1N1s1N1s51065109452.04MPa1N261510350MPa1N31因为：N3>N0，塑性材料，已进入无限寿命区，所以取1N313—28某零件如图所示，材料的强度极限σB=650Mpa，表面精车，不进行强化处理。试确定Ⅰ-Ⅰ截面处的弯曲疲劳极限的综合影响系数Kσ和剪切疲劳极限的综合影响系数KτⅠR3解：k1q(1)，k1q(1)Φ48Φ40附图3-1q0.82q0.84ⅠD/d48/401.2r/d3/400.075题3—28图2.091.622.

5、090.0351.82k1.67240.10.041.661.331.660.0351.4675k1.39270.10.44附图3-20.73,附图3-30.85附图3-40.84零件不强化处理1q1.67241所以：k(1)12.48140.730.841.39271k(1)11.828890.850.843—29某轴只受稳定交变应力的作用，工作应力σmax=240MPa，σmin=-40MPa。材料的机械性能σ-1=450MPa，σs=800MPa，σ0=700Mpa，轴上危险截面处的kσ=

6、1.3，εσ=0.78，βσ=1，βq=1。2⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯最新资料推荐⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⑴绘制材料的简化极限应力图；⑵用作图法求极限应力σr及安全系数（按r=C加载和无限寿命考虑）；⑶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，σ-1），B点（σ0/2，σ0/2），S点（σs.0）k11100（2）k(1)1.667A(0,)(0,270)B(,)(350,210)qK22K工作点：σa=(240+4

7、0)/2=140σm=(240-40)/2=100M′(166,248)σm=166+248=414σm∴Sr4141.725Amax240Bs1（3）SkamA′M′B′1.7188[S]1.3∴安全M′(100,140)2100.28570σOmS3—30一零件由45钢制成，材料的力学性能为：σS=360MPa，σ-1=300MPa，ψσ=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：σmax=190Mpa、σmin=110Mpa；M2点：σmax=170Mpa、σmin

8、=30Mpa，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：2100010500MPa250125150022kkM19011019011017030170301：15040M2：10070mama2222图解：59.6S1.892131.5σmAM′40.62S1.877D(250,125)22.45解析法：M′1M2(100,70)1M1:S1kamM(150,40)1300σ2.72OCm2400.2150s360S1.8