機(jī)械設(shè)計(jì)考研練習(xí)題-機(jī)械零件的強(qiáng)度

機(jī)械零件的強(qiáng)度一名詞解釋(1)靜應(yīng)力：靜應(yīng)力:大小和方向不隨轉(zhuǎn)移而產(chǎn)生變化或變化較緩慢的應(yīng)力，其作用下零件可能產(chǎn)生靜斷裂或過大的塑性變形，即應(yīng)按靜強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算。(2)變應(yīng)力：大小和方向均可能隨時(shí)間轉(zhuǎn)移產(chǎn)生變化者，它可以是由變載荷引起的，也可能因靜載荷產(chǎn)生(如電動(dòng)機(jī)重量給梁帶來的彎曲應(yīng)力)變應(yīng)力作用的零件主要發(fā)生疲勞失效。(3)工作應(yīng)力：用計(jì)算載荷按材料力學(xué)根本公式求得作用在零件剖面上的內(nèi)力:,等。(4)計(jì)算應(yīng)力：根據(jù)零件危險(xiǎn)斷面的復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)，按適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度理論確定的，有相當(dāng)破壞作用的應(yīng)力。(5)極限應(yīng)力：根據(jù)材料性質(zhì)及應(yīng)力種類用試件試驗(yàn)得到的機(jī)械性能失效時(shí)應(yīng)力極限值，常分為用光滑試件進(jìn)行試驗(yàn)得到的材料極限應(yīng)力及用零件試驗(yàn)得到的零件的極限應(yīng)力。(6)許用應(yīng)力：設(shè)計(jì)零件時(shí)，按相應(yīng)強(qiáng)度準(zhǔn)那么、計(jì)算應(yīng)力允許到達(dá)的最大值。(7)計(jì)算平安系數(shù)：零件(材料)的極限應(yīng)力與計(jì)算應(yīng)力的比值，以衡量平安程度。(8)平安系數(shù)許用值：根據(jù)零件重要程度及計(jì)算方法精確度給出設(shè)計(jì)零件平安程度的許用范圍，力求。二選擇題(1)零件受對稱循環(huán)應(yīng)力時(shí)，對于塑性材料應(yīng)?。米鳛椴牧系臉O限。A.材料的抗拉強(qiáng)度B.材料的屈服極限C.材料的疲勞極限D(zhuǎn).屈服極限除以平安系數(shù)。(2)零件的截面形狀一定時(shí)，當(dāng)截面尺寸增大，其疲勞極限將隨之Ｃ。A.增高B.不變C.降低(3)在載荷幾何形狀相同的條件下，鋼制零件間的接觸應(yīng)力Ｃ鑄鐵零件間的接觸應(yīng)力。A.小于B.等于C.大于(4)兩零件的材料和幾何尺寸都不相同，以曲面接觸受載時(shí)，兩者的接觸應(yīng)力值Ａ。A.相等B.不相等C.是否相等與材料和幾何尺寸有關(guān)(5)在圖3-1所示某試件的，極限應(yīng)力簡圖中，如工作應(yīng)力點(diǎn)M所在的ON線與橫軸間夾角°，那么該試件受的是Ｃ。圖3-1A.不變號(hào)的不對稱循環(huán)變應(yīng)力B.變號(hào)的不對稱循環(huán)變應(yīng)力C.脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力D.對稱循環(huán)變應(yīng)力(6)發(fā)動(dòng)機(jī)連桿橫截面上的應(yīng)力變化規(guī)律如圖3-2所示，那么該變應(yīng)力的循環(huán)特性為Ｃ。A.0.24B.-4.17C圖3-2(7)由試驗(yàn)知，有效應(yīng)力集中、絕對尺寸和外表狀態(tài)只對Ａ有影響。A.應(yīng)力幅B.平均應(yīng)力C.應(yīng)力幅和平均應(yīng)力(8)某單向回轉(zhuǎn)工作的轉(zhuǎn)軸，考慮起動(dòng)、停車及載荷不平穩(wěn)的影響，其危險(xiǎn)截面處的切應(yīng)力的應(yīng)力性質(zhì)，通常按以下圖3-3中的Ｂ計(jì)算。圖3-3(9)對于輪齒彎曲強(qiáng)度已滿足承載能力要求的以下傳動(dòng)，常見失效形式為：潤滑良好的閉式齒輪傳動(dòng)A；蝸桿材料為鋼，蝸輪材料為青銅的蝸桿傳動(dòng)C。A.疲勞點(diǎn)蝕B.磨粒磨損C.膠合D.輪齒折斷(10)在普通鍵聯(lián)接及銷軸聯(lián)接中，兩者的接觸長度均為，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度為，銷軸直徑為，許用擠壓應(yīng)力為，軸頭直徑為，其許用傳遞轉(zhuǎn)矩分別為：鍵聯(lián)接=B()，銷軸聯(lián)接=C()。A.B.C.D.以上式子中：長度單位為，應(yīng)力單位為，轉(zhuǎn)矩單位為。(11)以下公式中A是正確的。A.B.C.D.(12)某零件的，，工作應(yīng)力，，工作點(diǎn)位于塑性平安區(qū)，那么該零件的平安系數(shù)為C。A.1.78B.5.0(13)當(dāng)轉(zhuǎn)軸所受的徑向力大小方向不變時(shí)，其許用彎曲應(yīng)力應(yīng)選B。A.B.C.D.(14)對于受循環(huán)變應(yīng)力作用的零件，影響疲勞破壞的主要應(yīng)力成分是C。A.最大應(yīng)力B.平均應(yīng)力C.應(yīng)力幅D.最小應(yīng)力(15)一對嚙合的傳動(dòng)齒輪，單向回轉(zhuǎn)，那么齒面接觸應(yīng)力按C變化。A.對稱循環(huán)B.循環(huán)特性C.脈動(dòng)循環(huán)D.循環(huán)特性(16)塑性材料制成的零件，進(jìn)行靜強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，其極限應(yīng)力為A。A.B.C.D.(17)有限壽命疲勞極限符號(hào)中，表示壽命計(jì)算的B。A.循環(huán)基數(shù)B.循環(huán)次數(shù)C.壽命指數(shù)D.壽命系數(shù)(18)繪制坐標(biāo)中的簡化疲勞極限應(yīng)力線圖，繪制此圖起碼應(yīng)具備的條件是C。A.各種循環(huán)特性值r下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果B.某一循環(huán)特性實(shí)驗(yàn)求得的疲勞極限應(yīng)力C.材料的屈服極限，以及疲勞極限和D.根據(jù)理論計(jì)算出一系列數(shù)據(jù)(19)形狀相同、尺寸一樣、工作條件也相同的零件，用A制造時(shí)那么有較大的應(yīng)力集中系數(shù)。A.鑄鐵B.低強(qiáng)度鋼C.高強(qiáng)度合金鋼(20)兩軸線互相平行的圓柱體接觸，受徑向壓力，那么兩零件的接觸應(yīng)力A。A.相等B.不相等C.與直徑有關(guān)，直徑大的接觸應(yīng)力大(21)代表變應(yīng)力，其腳標(biāo)-1代表D。A.=-lB.=-1C.=-1D.=-1(22)兩圓柱體接觸，其直徑，彈性模量，長度，那么其接觸應(yīng)力和的關(guān)系是A。A.B.C.D.(23)四個(gè)結(jié)構(gòu)和材料完全相同的零件甲、乙、丙、丁，假設(shè)承受最大的應(yīng)力也相同，而應(yīng)力特性系數(shù)分別等于+1.0、0、－0.5、－1.0，最可能先發(fā)生失效的是D。A.甲B.乙C.丙D.丁(24)在外載荷不變的情況下，試判斷以下零件上各點(diǎn)應(yīng)力的變化特性(用應(yīng)力循環(huán)特性系數(shù)表示)：=1\*GB3①轉(zhuǎn)動(dòng)心軸，外徑上的彎曲應(yīng)力r為B；=2\*GB3②推力球軸承滾動(dòng)體上一點(diǎn)的接觸應(yīng)力，r為C。A.r=+1B.r=-1C.r=0D.0<r<+1E.-1<r<0(25)某齒輪傳動(dòng)裝置如圖3-4所示，輪1為主動(dòng)輪，那么輪2的齒面接觸應(yīng)力按B變化。圖3-4A.對稱循環(huán)B.脈動(dòng)循環(huán)C.循環(huán)特性r=-0.5的循環(huán)D.循環(huán)特性r=+1的循環(huán)(26)圖3-4所示的齒輪傳動(dòng)裝置，輪1為主輪，當(dāng)輪l做雙向回轉(zhuǎn)時(shí)，那么輪1的齒面接觸應(yīng)力按B變化。A.對稱循環(huán)B.脈動(dòng)循環(huán)C.循環(huán)特性r=-0.5的循環(huán)D.循環(huán)特性r=+1的循環(huán)三填空題(1)機(jī)械零件受載時(shí)，在截面形狀突變處處產(chǎn)生應(yīng)力集中，應(yīng)力集中的程度通常隨材料強(qiáng)度的增加而增大。(2)在靜強(qiáng)度條件下，塑性材料的極限應(yīng)力是屈服極限，而脆性材料的極限應(yīng)力是抗拉強(qiáng)度。(3)運(yùn)用Miner理論分析對稱循環(huán)下的不穩(wěn)定循環(huán)變應(yīng)力時(shí)，假設(shè)材料的持久疲勞極限為，計(jì)算時(shí)所考慮的應(yīng)力幅應(yīng)當(dāng)是整個(gè)工作壽命期限內(nèi)大于的應(yīng)力幅。(4)某材料的對稱循環(huán)疲勞極限，屈服極限，抗拉強(qiáng)度，循環(huán)基數(shù)當(dāng)對稱循環(huán)次數(shù)分別為、、次時(shí)，極限應(yīng)力分別為、、。(5)假設(shè)一零件的應(yīng)力循環(huán)特性r=+0.5,，那么此時(shí)，為；為；為。(6)影響機(jī)械零件疲勞強(qiáng)度的主要因素，除材料性能、應(yīng)力循環(huán)特性r和應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N之外，主要有應(yīng)力集中、零件尺寸和外表狀態(tài)等。(7)在圖3-5所示某零件的許用極限應(yīng)力圖中，為疲勞極限曲線，為零件的工作應(yīng)力點(diǎn)，以下3種情況下的極限應(yīng)力點(diǎn)分別為：1)應(yīng)力循環(huán)特性常數(shù)時(shí)，點(diǎn)；2)平均應(yīng)力常數(shù)時(shí)，點(diǎn)；3)最小應(yīng)力常數(shù)時(shí)，點(diǎn)。圖3-5(8)影響零件疲勞強(qiáng)度的主要因素有應(yīng)力集中，絕對尺寸，材料及熱處理(列出3項(xiàng))。(9)有一零件，，工作應(yīng)力，許用應(yīng)力，那么此零件的工作平安系數(shù)為1.8，許用平安系數(shù)為2.0，此零件是否平安?不平安，這是因?yàn)椤?10)如圖3-6所示，滾動(dòng)軸承在內(nèi)圈轉(zhuǎn)動(dòng)、外圈固定時(shí)，其外圈上一點(diǎn)的應(yīng)力類型為脈動(dòng)變應(yīng)力。圖3-6〔11〕在交變應(yīng)力中，應(yīng)力循環(huán)特性系數(shù)是指的比值。(12)在靜載荷作用下的機(jī)械零件，不僅可以產(chǎn)生靜應(yīng)力，也可能產(chǎn)生變應(yīng)力。(13)材料的許用應(yīng)力越大，說明材料的強(qiáng)度就越高。(14)在靜強(qiáng)度條件下塑性材料的極限應(yīng)力是屈服極限，而脆性材料的極限應(yīng)力是強(qiáng)度極限。四是非題(1)變應(yīng)力都是由變載荷產(chǎn)生的。(F)(2)用40鋼〔〕，經(jīng)校核其扭轉(zhuǎn)剛度不夠，可改選高強(qiáng)度合金結(jié)構(gòu)40Cr〔〕，以提高剛度。(F)(3)在變應(yīng)力作用下，零件的主要失效形式將是疲勞斷裂，而在靜應(yīng)力作用下，其失效形式將是塑性變形或斷裂。(T)(4)火車的車輪軸只承受對稱循環(huán)彎曲變應(yīng)力。(T)(5)鋼的強(qiáng)度極限越高，對應(yīng)力集中就越敏感。(T)(6)周期不變的變應(yīng)力為穩(wěn)定循環(huán)變應(yīng)力。(T)(7)非穩(wěn)定變應(yīng)力是指平均應(yīng)力或應(yīng)力幅或變化周期隨時(shí)間而變化的變應(yīng)力。(T)(8)靜載荷作用下的零件，不僅可以產(chǎn)生靜應(yīng)力，也可能產(chǎn)生變應(yīng)力。(T)(9)增大零件過渡曲線的圓角半徑可以減小應(yīng)力集中。(T)五分析與計(jì)算題(1)圖3-7所示各零件均受靜載荷作用，試判斷零件上A點(diǎn)的應(yīng)力是靜應(yīng)力還是變應(yīng)力，并確定應(yīng)力循環(huán)特性的大小或范圍。圖3-7解：a)圖A點(diǎn)為靜應(yīng)力，r=l；b)圖A點(diǎn)為對稱循環(huán)變應(yīng)力，r=-1；c)圖Ａ點(diǎn)為不對稱循環(huán)變應(yīng)力，-1<r<1。(2)某零件如圖3-8所示，材料的抗拉強(qiáng)度，外表精車，不進(jìn)行強(qiáng)化處理。試確定1-1截面處的彎曲疲勞極限的綜合影響系數(shù)和剪切疲勞極限的綜合影響系數(shù)。圖3-8解：。(3)某鋼制零件材料性能為，，受單向穩(wěn)定循環(huán)變應(yīng)力作用，危險(xiǎn)剖面的綜合影響系數(shù)。1)假設(shè)工作應(yīng)力按常數(shù)的規(guī)律變化，問該零件首先發(fā)生疲勞破壞，還是塑性變形？2)假設(shè)工作應(yīng)力按循環(huán)特性常數(shù)的規(guī)律變化，問在什么范圍內(nèi)零件首先發(fā)生疲勞破壞?(圖解法、解析法均可)解：1)。，作該零件的極限應(yīng)力線圖(如答圖1)。常數(shù)時(shí)，應(yīng)力作用點(diǎn)在線上，與極限應(yīng)力圖交于線上，所以該零件首先發(fā)生塑性變形。答圖12)常數(shù)時(shí)，發(fā)生疲勞破壞的工作應(yīng)力點(diǎn)在OGA范圍內(nèi)，G點(diǎn)，所以，時(shí)首先發(fā)生疲勞破壞。(4)一零件由45鋼制成，材料的力學(xué)性能為:，，。零件上的最大工作應(yīng)力，最小工作應(yīng)力，彎曲疲勞極限的綜合影響系數(shù)。1)當(dāng)應(yīng)力變化規(guī)律為為常數(shù)時(shí)，分別用圖解法和計(jì)算法確定該零件的計(jì)算平安系數(shù)。2)假設(shè)應(yīng)力變化規(guī)律為常數(shù)，該零件會(huì)發(fā)生什么形式的破壞？解：1)計(jì)算法：；；圖解法：由，得；；2)發(fā)生塑性變形〔如答圖2〕答圖2(5)某材料受彎曲變應(yīng)力作用，其力學(xué)性能為:，，?，F(xiàn)用此材料的試件進(jìn)行試驗(yàn)，以對稱循環(huán)變應(yīng)力作用次，作用次作用次。試確定:1)該試件在此條件下的計(jì)算平安系數(shù)。2〕如果試件再作用的應(yīng)力，還能循環(huán)多少次試件才破壞?解：1)；2)。(6)軸的局部結(jié)構(gòu)如圖3-9所示。軸的Ⅰ-Ⅰ截面承受的彎矩，轉(zhuǎn)矩，彎曲應(yīng)力為對稱循環(huán)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)。軸材料為40Cr鋼調(diào)質(zhì)，，，，，，試計(jì)算考慮彎矩和轉(zhuǎn)矩共同作用時(shí)的計(jì)算平安系數(shù)。圖3-9解：(7)某受穩(wěn)定彎曲變應(yīng)力作用的軸類零件，最大工作應(yīng)力，最小工作應(yīng)力。材料的對稱循環(huán)疲勞極限，脈動(dòng)循環(huán)疲勞極限，屈服極限。1)試?yán)L出材料的按折線簡化的極限應(yīng)力圖；2)在簡化極限應(yīng)力圖上標(biāo)明工作應(yīng)力點(diǎn)；3)說明該零件可能的失效形式(簡單加載)。解：1〕折線；見答圖3。2〕工作應(yīng)力點(diǎn)；3)點(diǎn)位于疲勞平安區(qū)，可能的失效形式為疲勞破壞。答圖3(8)某氣缸螺栓聯(lián)接，因氣缸工作壓力在間變化，使螺栓工作載荷在間變化(見圖3-10)。試在題給的螺栓聯(lián)接力-變形圖上標(biāo)出預(yù)緊力，剩余預(yù)緊力，螺栓工作載荷；螺栓最大拉力，最小拉力，拉力幅；圖3-10解：螺栓聯(lián)接力-變形圖如答圖4所示。答圖4(9)指出圖3-11(a)、(b)兩中種結(jié)構(gòu)，哪個(gè)更合理?為什么?圖3-11解：b方案合理。理由：1)在b方案中齒輪上的作用力至支點(diǎn)距離縮短，降低彎矩。2)軸改為錐形，與該段彎矩圖更接近，盡量少的材料，可獲得較小最大應(yīng)力。(10)：平均應(yīng)力，應(yīng)力特性系數(shù)，求出最大應(yīng)力、最小應(yīng)力和應(yīng)力幅，并畫出應(yīng)力隨著時(shí)間的變化曲線，說明這是什么類型的應(yīng)力？解：由和求得最大應(yīng)力最小應(yīng)力應(yīng)力幅由答圖5可以看出。此應(yīng)力為一般循環(huán)變應(yīng)力。答圖5應(yīng)力隨時(shí)間的變化曲線(11)一旋轉(zhuǎn)軸直徑，受徑向力，跨距。力作用在二支點(diǎn)中間，見圖3-12。試計(jì)算點(diǎn)的最大彎曲應(yīng)力、最小彎曲應(yīng)力、應(yīng)力幅、平均應(yīng)力和應(yīng)力特性系數(shù)，并畫出其變應(yīng)力圖。圖3-12解：梁中點(diǎn)受到最大彎矩最大應(yīng)力最小應(yīng)力所以平均應(yīng)力應(yīng)力幅應(yīng)力特性系數(shù)此題的變應(yīng)力圖見答圖6。答圖6(12)根據(jù)參數(shù)求未知參數(shù)，并畫出應(yīng)力變化圖。1)，，求,和r,畫出應(yīng)力變化圖。解:；；(應(yīng)力圖略)2)，，求,和,畫出應(yīng)力變化圖。解:；；r=-0.2(應(yīng)力圖略)3)r=