机械设计作业第3章题解.docx

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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。FrFrFrnan非对称FAAA循环应力-1

2、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,如图示:M1点相同,而M2点材料静强度失效,零件是疲劳失效,不同区域为图中阴影面积。σa零件材料M1M2σmO3—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?答:N<103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—26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

3、向应力分别计算出:Sσ,Sτ1⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯最新资料推荐⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯SS[S]检验。再由:ScaS2S2四、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σB=750Mpa,循环基数N0=5×106,m=9,试求对称循环次数N分别为5×104、5×105、5×107次时的极限应力。解:1N195106151041N29510615610MPa∵1N1s,∴1N1s550MPa583.835452.04MPa1

4、N31350MPa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2.092.091.620.0351.82k1.67240.10.041.661.661.330.0351.4675k1.39270.10.44附图3-

5、20.73,附图3-30.85附图3-40.84零件不强化处理q1所以:k1.672411)12.4814(0.840.73k1.392711)11.82889(0.840.853—29某轴只受稳定交变应力的作用,工作应力σ=240MPa,σmin=-40MPa。材料的机械性max能σ-1=450MPa,σs=800MPa,σ0=700Mpa,轴上危险截面处的kσ=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

6、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(σ.0)sk111.667A(0,1)(0,270)B(0,0)(350,210)(2)k(1)qK22K工作点:σ=(240+40)/2=140σ=(240-40)/2=100M′(166,248)σ=166+248=414amm414σm∴Srmax1.725A240Bs1(3)SkamM′A′B′1.7188[S]1.3

7、∴安全M′(100,140)2100.28570σmOS3—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=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:2100500MPa025001251150022kkM1:m19011015019011040M2:

8、m17030100a17030702a222图解:S159.61.892σm31.540.6AM2′S21.877D(250,125)2.45解析法:M2(100,70)M1′M1:S11kamM1(150,40)3002.72OCσm2400.2150S1s3

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