机械强度

1一旋转轴直径d=80mm，受径向力F=2kN，跨距L=2m。F力作用在二支点中间，试计算a点的最大最小弯曲应力σmax、σmin、应力幅σa、平均应力σm和循环特性系数r，并画出其变应力图。

2某优质碳素结构钢零件，其σs=280MPa，σB=560MPa，σ－1=250MPa，工作应力σmax=155MPa，σmin=30MPa，零件的有效应力集中系数Kσ=1.65，尺寸系数εσ=0.81，表面状态系数β=0.95，等效系数ψσ=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）。

,，最小应力σmin，平均3某零件的工作应力变化如图所示，求最大应力σ

max

应力σm，应力幅σa，循环特性r。

4热交换器中有一两端固定的钢管，线膨胀系数α=⨯-11106

℃-1，弹性模量E =⨯21.10 MPa 5，钢的屈服极限σS 230MPa =，计算当在最低温度为20℃，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 。

10某零件材料σS MPa =240，σ-=1180MPa ，ψσ=02.，K σ=15.，用作

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D 2＝800 mm ，缸

盖螺栓为M16，螺栓数目z =28个，螺栓相对刚度系数c c c 11208+=.，联接的剩余

预紧力''=F F 15.（F 为螺栓工作载荷），螺纹小径d 1=13.835 mm ，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 σ。

12某钢制零件，已知其许用极限应力图，且工作应力的循环特性r =0268.。

1）试求当安全系数为1.5情况下的最大工作应力σmax 大小；2)过载时可能失效形式。()σS =480MPa

13一批滚动轴承，抽查40个，当循环次数为106次时，发现7个已发生点蚀失效，试问N =106时的可靠度R t 为多少？失效概率P (即F t )为多少？

14一个由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 b

16某零件的材料σ

B

MPa

=1000，σ

S

MPa

=800，σ

-

=

1

400MPa，

ψ

σ

=025

.，

试画出其简化极限应力图；当工作应力σmax=300MPa，σ

min

=-100MPa，试在该图上标出此点K，并说明是否在安全区。

17钢制零件在非稳定对称循环弯曲应力下工作，材料的疲劳强度极限

σ

-=

1400MPa，在σ

1

600

=MPa时工作循环次数N

1

5

10

=，试用疲劳损伤累积

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。