第二章机械零件的疲劳强度设计
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第2章机械零件的强度一、选择题1.零件受变载荷作用时,则在其内部____;零件受静载荷作用时,则在其内部____。
A.只会产生静应力B. 只会产生变应力C. 可能产生静应力,也可能产生变应力发生选B,C第2章机械零件的强度第1节变应力与静应力的特点来源:来源:机械设计学习要点与习题解析P142.对于受循环变应力作用的零件,影响疲劳破坏的主要因素是____。
A.最大应力B. 平均应力C. 应力幅D.最小应力选C第2章机械零件的强度第1节应力的特点来源:机械设计学习与考研辅导P73.四个结构和材料完全相同的零件甲乙丙丁,若承受的最大应力也相同,而应力特性系数分别等于0.1+、0、5.0-、0.1-,其中,最可能先发生失效的是____。
A.甲B. 乙C. 丙D.丁选D第2章机械零件的强度第3节应力特性系数的判别来源:机械设计学习与考研辅导P74.某截面形状一定的零件,当其尺寸增大时,疲劳极限值将随之____。
A.增高B.降低C. 不变D.规律不定选B第2章 机械零件的强度第3节疲劳极限的判别来源:机械设计学习与考研辅导P75.一对啮合的传动齿轮,单向回转,则齿面接触应力按____变化。
A.对称循环B.循环特性r=0.5C.脉动循环D. 循环特性r=-0.5选C第2章 机械零件的强度第4节接触应力的判别来源:机械设计学习与考研辅导P76.塑性材料制成的零件,进行静强度计算时,其极限应力为____。
A. s σB. b σC. 0σD. 1-σ选A第2章 机械零件的强度第2节极限应力的判别来源:机械设计学习与考研辅导P77.下列四种叙述中____是正确的。
A.变应力只能由变载荷产生B. 静载荷不能产生变应力C. 变应力是由静载荷产生D. 变应力是由变载荷产生,也可能由静载荷产生选D第2章 机械零件的强度第1节应力及载荷的判别来源:机械设计习题集P18.变应力特性可用max σ﹑min σ﹑m σ﹑a σ﹑r 等五个参数中的任意____来描述。
第一章机械设计总论思考题1-1 一部现代化的机器主要有哪几部分组成?1-2 开发一部新机器通常需要经过哪几个阶段?每个阶段的主要工作是什么?1-3 作为一个设计者应具备哪些素质?1-4 机械设计课程的性质、任务和内容是什么?1-5 机械设计课程有哪些特点?学习中应注意哪些问题?1-6 什么是失效?什么是机械零件的计算准则?常用的计算准则有哪些?1-7 什么是校核计算?什么是设计计算?1-8 什么是名义载荷?什么是计算载荷?为什么要引入载荷系数?1-9 静应力由静载荷产生,那么变应力是否一定由变载荷产生?1-10 什么是强度准则?对于零件的整体强度,分别用应力和安全系数表示的强度条件各是什么?1-11 在计算许用应力时,如何选取极限应力?1-12 什么是表面接触强度和挤压强度?这两种强度不足时,分别会发生怎样的失效?1-13 刚度准则、摩擦学准则以及振动稳定性准则应满足的条件各是什么?这些准则得不到满足时,可能的失效形式是什么?1-14 用合金钢代替碳钢可以提高零件的强度,是否也可以提高零件的刚度?1-15 什么是机械零件的“三化”?“三化”有什么实际意义?1-16 机械零件的常用材料有哪些?设计机械零件时需遵循哪些原则?第二章机械零件的疲劳强度设计思考题2-1 什么是疲劳破坏?疲劳断口有哪些特征?2-2 变应力有哪几种不同的类型?2-2 什么是疲劳极限?什么是疲劳寿命?2-4 什么是疲劳曲线?什么是极限应力图?用它们可以分别解决疲劳强度计算中的什么问题?2-5 什么是有限寿命设计?什么是无限寿命设计?如何确定两者的极限应力?2-6 塑性材料和脆性材料的σm-σa极限应力图应如何简化?2-7 影响机械零件疲劳强度的三个主要因素是什么?它们是否对应力幅和平均应力均有影响?2-8 如何根据几个特殊点绘出机械零件的σm-σa极限应力图?2-9 机械零件受恒幅循环应力时,可能的应力增长规律有哪几种?如何确定每种规律下的极限应力点?如何计算安全系数?2-10 什么是Miner 法则?用它可以解决疲劳强度计算中的什么问题?2-11 如何计算机械零件受规律性变幅循环应力时的安全系数?习 题2-1 已知:45钢的σ-1=270MPa ,寿命指数m=9,循环基数N 0=107。
第二章 机械零件的强度重要基本概念1.疲劳破坏及其特点疲劳破坏:在远低于材料抗拉强度极限的交变应力作用下工程材料发生破坏。
疲劳破坏的特点:1)在循环变应力多次反复作用下发生;2)没有明显的塑性变形;3)所受应力远小于材料的静强度极限;4)对材料组成、零件形状、尺寸、表面状态、使用条件和工作环境敏感。
具有突发性、高局部性和对缺陷的敏感性。
2.疲劳破坏与静强度破坏的区别,强度计算的区别静强度破坏是由于工作应力超过了静强度极限,具体说,当工作应力超过材料的屈服极限就发生塑性变形,当超过强度极限就发生断裂。
而疲劳破坏时,其工作应力远小于材料的抗拉强度极限,其破坏是由于变应力对材料损伤的累积所致。
交变应力每作用一次,都对材料形成一定的损伤,损伤的结果是形成小裂纹。
这种损伤随着应力作用次数的增加而线性累积,小裂纹不断扩展,当静强度不够时发生断裂。
静强度计算的极限应力值是定值。
而疲劳强度计算的极限应力是变化的,随着循环特性和寿命大小的改变而改变。
3.影响机械零件疲劳强度的因素影响机械零件疲劳强度的因素主要有三个:应力集中、绝对尺寸和表面状态。
应力集中越大,零件的疲劳强度越低。
在进行强度计算时,引入了应力集中系数σk 来考虑其影响。
当零件的同一剖面有几个应力集中源时,只取其中(应力集中系数)最大的一个用于疲劳强度计算。
另外需要注意:材料的强度极限越高,对应力集中越敏感。
零件的绝对尺寸越大,其疲劳强度越低。
因为绝对尺寸越大,所隐含的缺陷就越多。
用绝对尺寸系数σε考虑其影响。
零件的表面状态直接影响疲劳裂纹的产生,对零件的疲劳强度非常重要。
表面越粗糙,疲劳强度越低。
表面强化处理可以大大提高其疲劳强度。
在强度计算中,有表面状态系数β来考虑其影响。
需要注意:这三个因素只影响应力幅,不影响平均应力,因此不影响静强度。
4.线性疲劳损伤累积的主要内容材料在承受超过疲劳极限的交变应力时,应力每循环作用一次都对材料产生一定量的损伤,并且各个应力的疲劳损伤是独立进行的,这些损伤可以线性地累积起来,当损伤累积到临界值时,零件发生疲劳破坏。