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第三章 强度
1. ①零件的应力变化规律(工作应力增长规律)通常分为几种?②并对每种举出一个实例。③工程设计中难以确定应力变化规律时，可采用何种类型？
①分为简单加载(r=常数，或?a常数及?min=常数）
②r=常数：转轴弯曲应力；
?m=常数) ，复杂加载（?m=
?m=常数：车辆减振弹簧 ?min=常数：气缸盖螺栓
③难以判定类型时，一般按r=常数处理。
2. 在图示某零件的许用极限应力图中，A'E'S为疲劳极限曲线，M为零件的工作应力点，下列三种情况下的极限应力点分别为：
a)应力循环特性r=常数时_______ M3_______点； b)平均应力?m=常数时________ M1______点； c)最小应力?min=常数时_______ M2_______点。
3. 如图所示，试分析图中A、B、C三点是否能安全工作或者发生何种破坏(按简单加载情况，即r=
?min?max=常数)。
A点：安全；B点：疲劳破坏；C点：塑性变形；
(对应于B、C点的疲劳应力为B'、C'；B、C分别位于疲劳安全区和塑性安全区外；A点位于安全区内)
4. 试在下列极限应力图上分别标出三种不同加载情况下的疲劳安全区及塑性安全区。
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5.已知塑性材料的极限应力图如下：试在图上标出：1)对称循环疲劳极限??1；2)屈服极限?S；3)脉动循环疲劳极限?0；4)arctan?? 。
图 计算题
1.某受稳定弯曲变应力作用的轴类零件，最大工作应力
?max?400MPa，最小工作应力?min??100MPa。已知材料的对
称循环疲劳极限??1?450MPa，脉动循环疲劳极限?0?700MPa，屈服极限?S?800MPa。
1）试绘出材料的按折线简化的极限应力图； 2）在简化极限应力图上标明工作应力点M； 3）说明该零件可能的失效形式（简单加载）。 解：1）折线ABES； 2〕工作应力点M； M(150,250)
3）M点位于疲劳安全区，可能的失效形式为疲劳破坏。
2.某零件受稳定交变弯曲应力作用，最大工作应力?max?180MPa，最小工作应力?min?150MPa，屈服极限?S?240MPa，对称循环疲劳极限??1?180MPa，脉动循环疲劳极限?0?240MPa，略去危险截面处应力集中系数等影响，
试求：（1）作极限应力图；（2）材料特性系数（等效系数）??值；（3）安全系数S值
解：1).作极限应力图,见图:
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标明工作点M；r??min/?max?150/180?0.833(r=常数)
?m??max??min2?165MPa，?a??max??min2?15MPa
2). ??：由图可知：
???tan????1?2?2??1??0?2?180?240?0.5 ?0?02402?0材料特性系数??:表示材料对循环不对称性的敏感程度，材料强度越高，其值越大。
3). S：延长0M得M?(极限应力点)，由直线SM?方程:
x?y???240；
Sy15直线0M方程：??1/11， 联解:x=220，y=20
x16520?22020所以S???1.33
15?165150M?M?G20由作图法:(r=常数) S????1.33
0MMH153. 一个由40Cr制成的零件，其力学性能如下：屈服极限
?S?550MPa，对称循环疲劳极限??1?320MPa，脉动循环疲
劳极限?0?540MPa，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??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。 解：(1) 许用极限应力图
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320?160) A?(0,??1/K?)：A?(0,2540?270,135) B?(?0/2,?0/2K?)：B?(2许用疲劳极限曲线为A?B?E?S折线。 (2) 计算安全系数S? 简单加载情况：?m??max??min2185?75??55MPa
2图解法：工作应力点M(55,130)；
S??0M?/0M?152.5/130?1.173（按比例量）
计算法：???2??1??0?02?320?540??0.185
540S????1320??1.18
K??a????m2?130?0.185?55(3) 可能发生的破坏形式：疲劳断裂。 第五章 螺纹连接 一、判断
01. 一个双线螺纹副,螺距为4mm,则螺杆相对螺母转过一圈时,它们沿轴向相对移动的距离应为4mm。
( F )
02. 三角形螺纹由于当量摩擦系数大，强度高，所以是常用的连接螺纹。
( T )
03. 设计外载荷是轴向变载荷的紧螺栓连接，除考虑螺栓的静强度外，还必须验算其疲劳强度。
( T )
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04. 普通螺栓连接的强度计算，主要是计算螺栓的剪切强度。
( F )
05. 对受轴向变载荷的普通螺栓连接适当增加预紧力可以提高螺栓的抗疲劳强度。
( T )
06. 受横向载荷的螺栓组连接中的螺栓必须采用有铰制孔的精配合螺栓。
( F )
07. 受轴向载荷的紧螺栓连接的螺栓所受的总拉力是预紧力与工作拉力之和。 ( F ) 08. 在受轴向变载荷的紧螺栓连接中，使用柔性螺栓，其主要作用是降低螺栓的应力幅。
( T )
09. 受翻转（倾覆）力矩作用的螺栓组连接中，螺栓的位置应尽量远离接合面的几何形心。
( F )
10. 在受轴向变载荷的紧螺栓连接结构中，在两个被连接件之间加入橡胶垫片，可以提高螺栓疲劳强度。 二、选择
1.常见的连接螺纹是_____C____。
A.左旋单线 B.右旋双线 C.右旋单线 D.左旋双线 2. 相同公称尺寸的三角形细牙螺纹和粗牙螺纹相比，因细牙螺纹的螺距小，小径大，故细牙螺纹的___B____。
A.自锁性好，钉杆受拉强度低 B.自锁性好，钉杆受拉强度高 C.自锁性差，钉杆受拉强度高 D.自锁性差，钉杆受拉强度低 （强度——指螺纹杆的承载能力。）
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( F )
机械设计复习题及答案
