机械强度1

1一旋转轴直径d =80mm ，受径向力F =2kN ，跨距L =2m 。

F 力作用在，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）。

3某零件的工作应力变化如图所示，求最大应力σ,，最小应力σ，平均℃，最高温度为160℃范围内变化时，热伸长受到约束的管的热应力σc 是否超过σS 值？5某灰铸铁的σB MPa =260，该材料的疲劳极限与静强度的近似关系式为：σσ-=1045.B ，试画该材料的简化极限应力图。

6某零件受稳定交变弯曲应力作用，最大工作应力σmax =180MPa ，最小工作应力σm i n =150MPa ，屈服极限σS 240MPa =，对称循环疲劳极限σ-=1180MPa ，脉动循环疲劳极限σ0=240MPa ，略去危险截面处应力集中系数等综合影响系数()K σD 的影响，试求：（1）等效系数ψσ值（2）安全系数S 值7已知材料σ-=1260MPa ，σ0=360MPa ，K σσεβ=25.，σa 50MPa =，σm 40MPa =，r =常数，用图解法及计算法求安全系数S 。

注：简化疲劳极限线图采用折线图法8某钢制零件,其σB 560MPa =，σS 280MPa =，σ-=1250MPa ，σ0=385MPa 。

工作变应力σmax =155MPa ，σmin =30MPa ，零件的有效应力集中系数K σ=165.，绝对尺寸系数εσ=08.，表面状态系数β=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用压板夹持加工零件,要求夹持力F =12000N ，压板材料的许用弯曲应力为[]σb MPa =50。

1）.分析螺栓装在什么位置压板强度最弱?2）.按最不利条件定压板厚度h 。

S-1σσ图法判别：1）.当r=0时，可能发生何种失效？2）.当r=+0.6时，可能发生何种失效？11已知气缸工作压力在0~0.5 MPa之间变化，气缸内直径D2＝800 mm，缸盖螺栓为M16，螺栓数目z=28个，螺栓相对刚度系数cc c11208+=.，联接的剩余预紧力''=F F15.（F为螺栓工作载荷），螺纹小径d1=13.835 mm，螺栓的许用极限应力图已知。

=0268.。

S14一个由40Cr 制成的零件，其力学性能如下：屈服极限σS MPa =550，对称循环疲劳极限σ-=1320MPa ，脉动循环疲劳极限σ0540=MPa ，已知最大工作应力σmax =185MPa ，最小工作应力σmin =-75MPa ，r =常数，综合影响系数()K σD =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。

15图示为直动滚子从动件盘形凸轮。

已知从动件与凸轮在A 处接触，从动件作用力F ＝10 kN ，A 点处压力角α=︒28，曲率半径R =60mm ，滚子半径r T mm =10，宽度b T mm =16，凸轮宽度B ＝15 mm ，两者材料均为合金钢，E E 122110==⨯.5MPa ，许用接触应力[]σH MPa =2000，试校核凸轮在接触点A 处的接触疲劳强度（摩擦忽略不计）。

注：σρH n =⋅0418.F E b16某零件的材料σB MPa =1000，σS MPa =800，σ-=1400MPa ，ψσ=025.，试画出其简化极限应力图；当工作应力σ=300MPa ，σ=-100MPa ，试在假说，估计再受σ2450=MPa 时，到疲劳破坏前还可能继续工作多少循环次数。

注：材料的应力循环基数为107；疲劳曲线方程的指数m =9。

18直径为d 的实心圆截面的轴和另一空心圆截面轴（内径'd ，外径D ，内外径之比为α='d D /)，两轴的材料长度L 和所受扭矩T 均相同。

1）试导出在两轴重量相等条件下，空心轴与实心轴的极惯性矩比值I I 空实PP =+-1122αα 2）试求在此两轴的重量相等情况下，且α=08.时的扭矩刚度比值。

19某零件受对称循环变应力，其材料在N 0710=次时，σ-=1300MPa ，疲劳曲线方程的指数m =9。

若零件的实际工作情况为：在σ1600=MPa 下工作N 1410=次，在σ2400=MPa 下工作N 24410=⨯，试问若又在σ3350=MPa 下工作，允许工作多少次数？20某零件钢材的σ-=1240MPa ，σS MPa =450，ψσ=02.，危险断面的综合影响系数().k σD =20。

试求：1）画出该零件的许用极限应力图（要求按比例画出）；2）画出应力循环特性r =06.的射线；3）若安全系数S σ=2，求出循环特性r =06.时该零件允许的最大工作应力σmax 。

。

）力学性能为σB MPa =400，σS =2207.MPa ，σ-=1193MPa ，σ0344=MPa 。

1）.绘制极限应力图。

2）.若采用两个18a 号槽钢，每个槽钢的抗弯截面系数W x =14143.cm ，在极限应力图上标出工作应力点C ，极限应力点'C 。

3）.若[S ]=2.0，试分析支配设计的是静态失效还是疲劳失效的可能性。

εσ=091.，表面状态系数β=1，寿命系数k N =12.，工作应力的循环特性r =-0268.。

1）.试用作图法求当安全系数为1.5情况下的最大工作应力σmax 值；2）.该零件过载时的可能破坏形式；3）.绘出工作应力σ-t 图(图上标出σmin ，σmax ，σa ，σm )。

24图示偏心夹具夹持加工零件，要求夹紧力F =1000N ，用压板2压紧，压板用铸铁制造，压板许用应力：弯曲[]σb MPa =100，挤压[]σp MPa =120，杆1用Q275钢制造，许用应力拉伸[]σ'=100MPa ，挤压[]σp MPa '=150，剪切[]τ'=60MPa ，试确定杆1的尺寸d ，D ，δ及压板厚度h 。

25有一材料σS MPa =360，σ-=1220MPa ，在σmN C =式中m =9，N 0710=，问当N =?时，疲劳强度σσrN ≥S ，此时会出现什么现象？是否可按此应力设计。

26某轴作单向回转，只受扭矩作用，该轴材料为中碳钢，τ-=1230MPa ，τS MPa =390，等效系数ψτ=005.，某危险截面处直径d =50mm ，该处的过盈配合的综合影响系数().K K ττττεβD ==307，圆角造成的K τ=165.，βτ=073.，ετ=070.，轴转速n =955r /min ，要求轴设计的安全系数[].S τ=20。

1）.试求该轴能传递的最大功率P =?2）.在σσm a -极限应力图上表示出传递最大功率时工作应力点M 及极限应力点'M 。

27已知某钢材的力学性能为σS MPa =1000，σ-=1500MPa ，σ0800=MPa 。

1）.试绘制简化极限应力图；2）.由该材料制成的零件承受非对称循环应力作用，其循环特性r =03.，工作应力σmax =800MPa ，有效应力集中系数K σ=149.，绝对尺寸系数εσ=083.，表面状态系数β=1，按简单加载情况在图中标出工作应力点及其极限应力点；3）.判断该零件的强度是否满足要求28某自动生产线中，工件重W =10N ，以速度v =0.18m /s ，水平冲击在一缓冲弹簧上（见图），已知弹簧的平均直径D 232=mm ，弹簧丝直径d =4mm ，有效圈数n =5，材料的许用切应力[]τ=360MPa ，切变模量G =⨯8104MPa ，试校核该弹簧在冲击作用下的强度。

注：圆柱螺旋压缩弹簧的有关计算公式：100=mm ，缸长803mm ，活塞工作台及载荷重F =8000N ，活塞跳动高度h =70mm ，缸体材料为铸钢ZG270–500，E =⨯210103MPa ，许用挤压应力[]σP MPa =80。

1)校核缸上部：r r 23135==mm 时，即无凸缘情况下的挤压强度(提示：冲击动载系数：k h yd =++112，y ——静变形量) 2)如r 3135=mm 不满足挤压强度，求缸上部凸缘满足σσp p ≤[]半径时的r 3=?3)为改善耐冲击性能，提出一种提高冲击强度的措施。

30某零件材料σ-=1440MPa，σ710=MPa，σS=930MPa，该零件计算剖面上的应力幅σaMPa=130，综合影响系数().KσD=15，试问当σm=常数和σmin =常数时，两种工况下安全系数各多少(只计算应力幅安全系数Sσa)?31某回转圆盘，角速度ω=-151s，转动惯量J=⋅0.01kg m2，受静转矩T=⋅150N m作用，转轴材料为45钢，直径d=40mm，该轴扭转变形段长度l=300mm，切变模量G=794.GPa，试求：1.该工况下作用于该轴的动载系数kd=?提示：kJTd=ωϕ，其中ϕ——扭转角，ϕ=TlGIp2.在动载作用下轴的计算转矩Td =?扭转变形ϕd=?。