强度计算习题及答案

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1、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

2、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

3、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CMPa

4、。A．300B.428C.500.4D.430.58.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．HT200B．35号钢C．40CrNiD．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，

5、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：查附图3-1，r=3mm,有9800.917000.84由插值公式代入，；，,及可计算出——5分2）确定查附表3-2，在1.201.101.160.042.092.002.0540.101.621.591.618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3

6、.（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——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3-2，1.20.042.090.101.62从上表中需要插值出时——2分则——2分2）——尺寸系数，设试件直径为，圆柱形，查表得3）——表面质量系数，若轴为精车，由，查表得——2分——2分ADGCM4）——强化系数，设试件直径，有应力集中，采用渗碳工艺，取

7、；将上述各参数代入公式可得——5分故在简化的等寿命疲劳曲线图中，坐标值分别为：——2分绘图如右所示。——4分4.（20分）如上题中危险截面上的平均应力为应力幅，试分别按1）r=C、2）求出该截面的计算安全系数。——3分解：根据上题图标出工作点M如图；（1）时，从原点过工作点M做射线交AG于，则计算安全系数为——5分——3分（2）时，过工作点M做平行于纵轴的射线交AG于，则计算安全系数为——5分