机械设计考研练习题-机械零件的强度

#(10)已知：平均应力CTm=250MPa,应力特性系数r=0.25，求出最大应力^max、最小应力bmin和应力幅CTa，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bm=(bmax+^min}/2=250MP舔口r=bmin/bmax=O.25解：由求得最大应力bmax=求得最大应力bmax=400MPa最小应力bmin=100MPa应力幅O'应力幅O'a=(bmax—min)/2=150MPa由答图5可以看出。此应力为一般循环变应力。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d=80mm，受径向力F=2kN，跨距L=2m。F(11)一旋转轴直径3-12。试计算a点的最大弯曲应力CTmax＞最小弯曲应力皿山、应力幅ba、平均应力CT皿和应力特性系数r，并画出其变应力图。[a[a<■图3-12解：梁中点a受到最大弯矩Ma f，L^200^,200^^106nmm2222

106M106 106最大应力 Cmax=——= = 3=19.89MPa最大应力 CmaxW 2Ld3 0.098x8032所以最小应力 CTmin平均应力应力幅应力特性系数此题的变应力图见答图=_bmax=—19.89MPabm=0ba=19.89MPar=所以最小应力 CTmin平均应力应力幅应力特性系数此题的变应力图见答图=_bmax=—19.89MPabm=0ba=19.89MPar=bmin^ma—16。-19.o9為i产-19.89答图6(12)根据已知参数求未知参数,并画出应力变化图。1）已知bmax=400MPa，bmin-150MPa，求bm,ba和r,画出应力变化图。解：解：CTm=275；CTa=200；r=—0.375(应力图略)2)已知bmax2)已知bmax=500MPa，^a=300MPa，求bmin和r,画出应力变化图。=-100;crm=200；r=-0.2 （应力图略）3)已知r=0.1253)已知r=0.125，bm=—225MPa，求bmax，bmin和ba,画出应力变化图。解：fax=」00；Gmin=一50；b解：fax(13)某材料的对称循环持久弯曲极限 ^4=108MPa，取循环基数N0=5X105,m=9，试求循环持久次数N分别为7000,25000,620000次时的有限寿命弯曲疲劳极限。解：b4（7000）=108（^^）1/9=173.5MPa

b」(25000)=108(^^)1/9=150.7MPa25000b.1(620000)=108MPa（14）某轴受弯曲稳定变应力作用为：cr_L=450MPa，CT（14）某轴受弯曲稳定变应力作用为：cr_L=450MPa，CT0=700MPa，试求:crs=800MPa，危险载面的Kb=1.4，=0.78，=0.78试求:2)试按S=1.5校核此轴的无限寿命疲劳强度;3)若疲劳强度不够，应采取什么措施予以提高;4)若轴的转速为n=2)试按S=1.5校核此轴的无限寿命疲劳强度;3)若疲劳强度不够，应采取什么措施予以提高;4)若轴的转速为n=20r/min，工作时间th=1000h，试按有限寿命校核其疲劳强度。解：1）绘材料简化应力图，由题给J、口0、CTS。按比例作简化极限应力图如答图 7所示。1)绘制材料的简化极限应力图，在图中标出工作应力点，并判别其可能破坏的形式;1)按所给bmax、min求出^100MPa，^100MPa，并绘工作点N；由已知Kb=1.4、备=0.78、Pb=0.9求得综合影响系数Kb=Pb=0.9求得综合影响系数Kb=■P-评十，并以此定出b"=236.8MPa，bo/（2KJ=184.2MPa做出A、C点得ACD极限线，取ON并延长交AC于N'，可以判别其可能失效形式为疲劳破坏。2）计算机安全系数 Sea=b4/（Kaba+屮申m）450/1.9咒150+0.2857咒100=1.43CS=1.5(不安全)3）提高疲劳强度的措施：①采用表面强化处理；②用磨或抛光提高表面加工质量；③加大过渡圆角半径，以减少应力集中，降低KQ■值。

按有限寿命计算时:求工作循环次数N=60ntn=60x20x1000=12x105r计算寿命系数Kn=件彳鶉=M72有限寿命时的疲劳极限CT=KnCt」=1.172x450=527.4MPa计算安全系数 Sea /(1.9X150+0.2857X100)=1.682A1.5=s(此时疲劳强度足够)。(15)在如图3-13所示零件极限应力图上。工作点 C和D为斜齿轮轴上两