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

#(10)已知：平均應(yīng)力CTm=250MPa,應(yīng)力特性系數(shù)r=0.25，求出最大應(yīng)力^max、最小應(yīng)力bmin和應(yīng)力幅CTa，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bm=(bmax+^min}/2=250MP舔口r=bmin/bmax=O.25解：由求得最大應(yīng)力bmax=求得最大應(yīng)力bmax=400MPa最小應(yīng)力bmin=100MPa應(yīng)力幅O'應(yīng)力幅O'a=(bmax—min)/2=150MPa由答圖5可以看出。此應(yīng)力為一般循環(huán)變應(yīng)力。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d=80mm，受徑向力F=2kN，跨距L=2m。F(11)一旋轉(zhuǎn)軸直徑3-12。試計(jì)算a點(diǎn)的最大彎曲應(yīng)力CTmax＞最小彎曲應(yīng)力皿山、應(yīng)力幅ba、平均應(yīng)力CT皿和應(yīng)力特性系數(shù)r，并畫出其變應(yīng)力圖。[a[a<■圖3-12解：梁中點(diǎn)a受到最大彎矩Ma f，L^200^,200^^106nmm2222

106M106 106最大應(yīng)力 Cmax=——= = 3=19.89MPa最大應(yīng)力 CmaxW 2Ld3 0.098x8032所以最小應(yīng)力 CTmin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=_bmax=—19.89MPabm=0ba=19.89MPar=所以最小應(yīng)力 CTmin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=_bmax=—19.89MPabm=0ba=19.89MPar=bmin^ma—16。-19.o9為i產(chǎn)-19.89答圖6(12)根據(jù)已知參數(shù)求未知參數(shù),并畫出應(yīng)力變化圖。1）已知bmax=400MPa，bmin-150MPa，求bm,ba和r,畫出應(yīng)力變化圖。解：解：CTm=275；CTa=200；r=—0.375(應(yīng)力圖略)2)已知bmax2)已知bmax=500MPa，^a=300MPa，求bmin和r,畫出應(yīng)力變化圖。=-100;crm=200；r=-0.2 （應(yīng)力圖略）3)已知r=0.1253)已知r=0.125，bm=—225MPa，求bmax，bmin和ba,畫出應(yīng)力變化圖。解：fax=」00；Gmin=一50；b解：fax(13)某材料的對(duì)稱循環(huán)持久彎曲極限 ^4=108MPa，取循環(huán)基數(shù)N0=5X105,m=9，試求循環(huán)持久次數(shù)N分別為7000,25000,620000次時(shí)的有限壽命彎曲疲勞極限。解：b4（7000）=108（^^）1/9=173.5MPa

b」(25000)=108(^^)1/9=150.7MPa25000b.1(620000)=108MPa（14）某軸受彎曲穩(wěn)定變應(yīng)力作用為：cr_L=450MPa，CT（14）某軸受彎曲穩(wěn)定變應(yīng)力作用為：cr_L=450MPa，CT0=700MPa，試求:crs=800MPa，危險(xiǎn)載面的Kb=1.4，=0.78，=0.78試求:2)試按S=1.5校核此軸的無限壽命疲勞強(qiáng)度;3)若疲勞強(qiáng)度不夠，應(yīng)采取什么措施予以提高;4)若軸的轉(zhuǎn)速為n=2)試按S=1.5校核此軸的無限壽命疲勞強(qiáng)度;3)若疲勞強(qiáng)度不夠，應(yīng)采取什么措施予以提高;4)若軸的轉(zhuǎn)速為n=20r/min，工作時(shí)間th=1000h，試按有限壽命校核其疲勞強(qiáng)度。解：1）繪材料簡(jiǎn)化應(yīng)力圖，由題給J、口0、CTS。按比例作簡(jiǎn)化極限應(yīng)力圖如答圖 7所示。1)繪制材料的簡(jiǎn)化極限應(yīng)力圖，在圖中標(biāo)出工作應(yīng)力點(diǎn)，并判別其可能破壞的形式;1)按所給bmax、min求出^100MPa，^100MPa，并繪工作點(diǎn)N；由已知Kb=1.4、備=0.78、Pb=0.9求得綜合影響系數(shù)Kb=Pb=0.9求得綜合影響系數(shù)Kb=■P-評(píng)十，并以此定出b"=236.8MPa，bo/（2KJ=184.2MPa做出A、C點(diǎn)得ACD極限線，取ON并延長(zhǎng)交AC于N'，可以判別其可能失效形式為疲勞破壞。2）計(jì)算機(jī)安全系數(shù) Sea=b4/（Kaba+屮申m）450/1.9咒150+0.2857咒100=1.43CS=1.5(不安全)3）提高疲勞強(qiáng)度的措施：①采用表面強(qiáng)化處理；②用磨或拋光提高表面加工質(zhì)量；③加大過渡圓角半徑，以減少應(yīng)力集中，降低KQ■值。

按有限壽命計(jì)算時(shí):求工作循環(huán)次數(shù)N=60ntn=60x20x1000=12x105r計(jì)算壽命系數(shù)Kn=件彳鶉=M72有限壽命時(shí)的疲勞極限CT=KnCt」=1.172x450=527.4MPa計(jì)算安全系數(shù) Sea /(1.9X150+0.2857X100)=1.682A1.5=s(此時(shí)疲勞強(qiáng)度足夠)。(15)在如圖3-13所示零件極限應(yīng)力圖上。工作點(diǎn) C和D為斜齒輪軸上兩