机械设计强度篇章典型试题剖析.docx
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机械设计强度篇章典型试题剖析
一.五.八.九.十.十一.十二.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、
?
?
335MPa）,某转轴采用40钢（经校核其扭转刚度不够，可改选高强度合金结S?
?
785MPa）（，以提高刚度。
（构钢40Cr）S、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、
?
?
，则安全系数S就大于只要材料的平均极限应力1大于零件的平均工作应力，mlim工作是可靠的。
（）
8、
?
?
，大于零件的平均工作应力则零件的安全系数不一定若材料的平均极限应力mlim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、
-1-
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。
）（
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aD.可减轻螺栓重量，节省材料。
，=6.12、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?
。
=18.5，则该转轴的实际安全系数大小为_____________________S?
D.12.3.
C.5.79A.15.32B.8.3
____________的接触应力最大，则________宽度相同，3、下列各图中，各零件材料相同、受力相同、
最小。
。
、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____________4?
?
?
?
?
）（，KA.?
?
，，，（K）B.，?
?
?
D1S00D?
?
?
?
?
?
?
?
），D.（，C.?
?
，，，K，?
?
D00?
1SS1?
是正确的。
5、下列公式中_______________
?
?
2?
0?
1?
?
?
NN/?
k?
mmm?
?
CN?
C?
N。
D.C.?
?
A.?
?
B.?
?
0N0?
=的位置如图所示，加载属常数，进行安全系数计算6、在图示的极限应力图中，工作应力Nmin中，其材料的极限应力取为_________。
?
?
?
?
C.D.B.A.S?
1B0-2-
线与横轴间夹＝常数，NOM为工作应力点，应力循环特性r7、在图示的零件的极限应力图中，?
类型。
?
，则该零件受的应力为________角＝40不变号的不对称循环应力A.变号的不对称循环应力B.对称循环变应力C.脉动循环变应力D.
.十三填空题：
把答案写在题中的空格里。
零件刚度的计算准则是___________________________________、1
，，____________以转轴为例，列出其刚度计算的三个准则：
______________、2
_____________。
。
_______________________铁路车辆的车轴所受的弯曲应力，其循环特性为、3
之比。
等于______________________或实际安全系数机械零件的工作安全系数（）、4?
?
?
，=200MPa，则其平均应力=_________有一零件受变载荷，其=800MPa，、5mminmax?
。
＝=___________，循环特性r_____________应力幅a________________________,
利用材料的热胀冷缩性质，过盈配合联接可采用、6-3-
______________________,_________________________的方法来进行装配。
刚度大小用_______________________________________表示，柔度大小则用、7
____________________________________表示。
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、8
般采用__________________材料。
机械零件的表面损坏形式主要有_________________，_________________，、9
______________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______________________________________。
十四.分析题：
简要回答以下问题
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。
）
、1
提高零件的疲劳强度通常采取哪些措施？
（举出三种即可。
）、2
?
?
?
?
五个参数各代表什么?
、3r、、、、minmaxam?
＝250?
?
MPa，r＝0.25时应力随时间的变化曲线。
绘图说明当m
?
?
?
=200MPa，=200MPa已知某零件材料的力学性能为=110MPa，，零件工作、40S?
1?
?
=40MPa。
=120MPa，时，其minmax1）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。
-4-
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）＝2，则考虑综合影响系数时点A?
、B?
在图?
D上何处，请标出。
-5-
6、?
?
点按三种应力变化试在该图上标出,C已知极限应力图中某应力状态C（）,amCC?
?
?
r?
?
=常数）时的极限应力点。
=常数、（=常数及maxminminm
7、
某气缸螺栓联接，因气缸工作压力在0~F间变化，使螺栓工作载荷在0~F间变化Q（见题图）。
?
，剩余预紧力F'F'，螺栓工）1.试在题给的螺栓联接力-变形图上（题图标出预紧力作载荷0~F；螺栓最大拉力F，最小拉力F，拉力幅F；amaxmin?
点的极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2.min限应力点C'；
3.按照满足应力幅的强度条件标出安全系数[S]=2情况下的工作应力点C。
a
-6-
十五.结构题：
举出三种产生应力集中的结构，并各提出一种改进方案。
、1
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、2轮毂结构。
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、3
径过大，提出一种常用的简便改进结构设计方案。
-7-
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、4
种改进结构简图。
指出图中a、b两种结构，哪个更合理?
为什么?
、5
-8-
十六.大型题：
计算下列各题
?
?
?
=250MPa，工作应力某优质碳素结构钢零件，其=560MPa=280MPa，，、11Bs－?
?
?
=0.81，尺寸系数，表K=30MPa，零件的有效应力集中系数=1.65=155MPa，?
?
minmax?
?
=0.30。
如取许用安全系数?
S?
=1.5面状态系数，试校核该零件的强=0.95，等效系数?
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）。
?
?
?
?
?
385MPa560MPa?
?
280MPa250MPa?
。
，，其某钢制零件,，、201B?
SK?
165.?
?
?
155MPa30MPa?
，零件的有效应力集中系数工作变应力，，绝?
minmax?
?
?
80.?
?
S15.?
950.?
r?
常数，，表面状态系数。
要求许用安全系数对尺寸系数，?
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-
已知气缸工作压力在0?
0.5MPa之间变化，气缸内直径D＝800mm，缸盖螺栓为、32c1?
0.8
c?
cF.F?
15?
?
联接的剩余预紧力zM16，螺栓数目=28个，，螺栓相对刚度系数21（F为螺栓工作载荷），螺纹小径d=13.835mm，螺栓的许用极限应力图已知。
11.试在给出的许用极限应力图上标出工作应力点C；
C；C点的极限应力点2.在该图上标出相应?
S。
由作图法求出安全系数3.按应力幅强度条件,?
-10-
4、
?
?
550MPa，对称循环疲其力学性能如下：
屈服极限一个由40Cr制成的零件，S?
?
?
540320MPaMPa?
，已知最大劳循环疲极限工作应限劳极力动，脉01?
（K）?
2?
?
75MPa?
185MPa?
?
，，r=，最小工作应力常数，综合影响系数?
Dminmax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、
?
?
0.25?
?
?
MPa?
1000，，试画某零件的材料，?
800MPa?
400MPa?
，BS?
1?
?
300MPa?
试在该图上标，出其简化极限应力图；当工作应力aM0?
?
10P，maxnmi，并说明是否在安全区。
出此点K
-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7?
?
10N350MPa?
，疲劳曲线指数。
，循环基数极限）6m?
01?
-13-
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