机械设计强度篇章典型试题

-1-一.是非题：正确的在（）中写“√”，错误的在（）中写“×”1、在不改变零件静强度的条件下,加大在一定载荷下零件的弹性变形量,将会降低该零件的冲击强度。（）2、在不改变零件静强度的条件下，加大在一定载荷下零件的弹性变形量，可提高耐冲击强度。（）3、设计零件时，安全系数应尽可能选大些，使该零件工作更可靠与安全。（）4、某转轴采用40钢（SMPa335),经校核其扭转刚度不够，可改选高强度合金结构钢40Cr()SMPa785，以提高刚度。（）5、设计某普通碳钢零件时，校核后刚度不足，采用高强度合金钢时，对提高其刚度是不起作用的。（）6、在变应力作用下，零件的主要失效形式将是疲劳断裂，而在静应力作用下，其失效形式将是塑性变形或断裂。（）7、只要材料的平均极限应力lim大于零件的平均工作应力m，则安全系数S就大于1，工作是可靠的。（）8、若材料的平均极限应力lim大于零件的平均工作应力m，则零件的安全系数不一定总是大于1。（）9、渐开线圆柱直齿轮传动空载运转时，可以认为是处于齿面线接触状态。（）10、渐开线圆柱直齿轮传动工作时，齿面载荷的传递是通过真实的线接触进行的。（）11、两圆柱体相接触，其轴线互相平行，在受法向压力作用下，则两零件的接触应力不等，直径大的零件所受接触应力小。（）12、两圆柱体相接触，其轴线互相平行，受法向压力，则两零件的接触应力相等。（）-2-二、选择题：把正确的选项代号填入（）中1、在受轴向变载荷的紧螺栓联接中，采用柔性螺栓，是为了_____________。A.增大变载荷下的剩余预紧力，提高联接可靠性；B.改善变载荷下的螺母支承面接触状态；C.降低应力幅a；D.可减轻螺栓重量，节省材料。2、已知某转轴在复合应力状态下工作，其弯矩作用与扭矩作用下的安全系数分别为S=6.1，S=18.5，则该转轴的实际安全系数大小为_____________________。A.15.32B.8.3C.5.79D.12.3.3、下列各图中，各零件材料相同、受力相同、宽度相同，则________的接触应力最大，____________最小。4、绘制塑性材料零件极限应力线图（折线图）时，所必须的已知数据是____________。A.1，0，(K)DB.0，，S，(K)DC.1，0，，SD.1，0，S，(K)D5、下列公式中_______________是正确的。A.mNCB.NCmC.kNNNm/0D.1002。6、在图示的极限应力图中，工作应力N的位置如图所示，加载属min=常数，进行安全系数计算中，其材料的极限应力取为_________。A.BB.0C.1D.S7、在图示的零件的极限应力图中，M为工作应力点，应力循环特性r＝常数，NO线与横轴间夹角＝40，则该零件受的应力为________类型。-3-A.不变号的不对称循环应力B.变号的不对称循环应力C.对称循环变应力D.脉动循环变应力二.填空题：把答案写在题中的空格里1、零件刚度的计算准则是___________________________________。2、以转轴为例，列出其刚度计算的三个准则：______________，____________，_____________。3、铁路车辆的车轴所受的弯曲应力，其循环特性为_______________________。4、机械零件的工作安全系数(或实际安全系数)等于______________________之比。5、有一零件受变载荷，其max=800MPa，min=200MPa，则其平均应力m=_________，应力幅a=___________，循环特性r＝_____________。6、利用材料的热胀冷缩性质，过盈配合联接可采用________________________,______________________,_________________________的方法来进行装配。7、刚度大小用_______________________________________表示，柔度大小则用____________________________________表示。8、设计配合零件时，为了防止由于温度的变化引起配合性质的过大变化，配合件一般采用__________________材料。9、机械零件的表面损坏形式主要有_________________，_________________，______________及_____________。10、进行摩擦副热平衡计算的目的是_______________________________________,热平衡计算的条件是______________________________________。三.分析题：简要回答以下问题1、为什么对某些机械零件设计时提出刚度要求?(写出三条即可。)2、提高零件的疲劳强度通常采取哪些措施？(举出三种即可。)-4-3、a、m、max、min、r五个参数各代表什么?绘图说明当m＝250MPa，r＝0.25时应力随时间的变化曲线。4、已知某零件材料的力学性能为1=110MPa，S=200MPa，0=200MPa，零件工作时，其max=120MPa，min=40MPa。1)画出此材料的按折线简化的极限应力图；2)按简单加载情况，试判断此零件可能的失效形式。-5-5、图示为一塑性材料的简化极限应力图，1)请标出图中点A、B、S的坐标；2)设用该材料制造机械零件，其综合影响系数(K)D＝2，则考虑综合影响系数时点A、B在图上何处，请标出。6、已知极限应力图中某应力状态C(Cm,Ca),试在该图上标出C点按三种应力变化(rminmax=常数、m=常数及min=常数)时的极限应力点。7、某气缸螺栓联接，因气缸工作压力在0~FQ间变化，使螺栓工作载荷在0~F间变化(见题图)。1.试在题给的螺栓联接力-变形图上(题图)标出预紧力F，剩余预紧力F''，螺栓工作载荷0~F；螺栓最大拉力Fmax，最小拉力Fmin，拉力幅Fa；2.在题给的该零件许用极限应力图上，标出相应于给定的最小工作应力min点的极限应力点C'；3.按照满足应力幅的强度条件标出安全系数[Sa]=2情况下的工作应力点C。-6-四.结构题：1、举出三种产生应力集中的结构，并各提出一种改进方案。2、图示的轮毂结构，在F力作用下，轴上的最大弯矩较大，试画出降低最大应力的轮毂结构。-7-3、对于承受重载的弹簧，如果用单独一个圆柱螺旋压缩弹簧，其外径尺寸及弹簧直径过大，提出一种常用的简便改进结构设计方案。4、为了提高受轴向变载荷紧螺栓联接的疲劳强度，普通的螺栓结构如何改进?画出两种改进结构简图。5、指出图中a、b两种结构，哪个更合理?为什么?-8-五.大型题：计算下列各题1、某优质碳素结构钢零件，其s=280MPa，B=560MPa，－1=250MPa，工作应力max=155MPa，min=30MPa，零件的有效应力集中系数K=1.65，尺寸系数=0.81，表面状态系数=0.95，等效系数=0.30。如取许用安全系数S=1.5，试校核该零件的强度是否足够（为安全起见一般计算屈服强度和疲劳强度两种安全系数）。2、某钢制零件,其B560MPa，S280MPa，1250MPa，0385MPa。工作变应力max155MPa，min30MPa，零件的有效应力集中系数K165.，绝对尺寸系数08.，表面状态系数095.。要求许用安全系数S15.，r常数，校核该零件的强度是否足够。提示：解此题时，可略去画疲劳极限应力图，因此在不能判断何种失效方式情况下，要求分别验算疲劳强度安全系数及静强度安全系数是否满足要求。-9-3、已知气缸工作压力在00.5MPa之间变化，气缸内直径D2＝800mm，缸盖螺栓为M16，螺栓数目z=28个，螺栓相对刚度系数ccc11208.，联接的剩余预紧力FF15.（F为螺栓工作载荷），螺纹小径d1=13.835mm，螺栓的许用极限应力图已知。1.试在给出的许用极限应力图上标出工作应力点C；2.在该图上标出相应C点的极限应力点C；3.按应力幅强度条件,由作图法求出安全系数S。-10-4、一个由40Cr制成的零件，其力学性能如下：屈服极限SMPa550，对称循环疲劳极限1320MPa，脉动循环疲劳极限0540MPa，已知最大工作应力max185MPa，最小工作应力min75MPa，r=常数，综合影响系数()KD2，试绘制该零件的许用极限应力图（折线图），并用作图法计算它的安全系数，指出该零件可能发生的破坏形式。-11-5、某零件的材料BMPa1000，SMPa800，1400MPa，025.，试画出其简化极限应力图；当工作应力max300MPa，min100MPa，试在该图上标出此点K，并说明是否在安全区。-12-6、试比较下面两种应力情况，哪一种对材料（碳钢）的破坏作用大？（碳钢的疲劳极限1350MPa，循环基数N0710，疲劳曲线指数m6。）