只要将静载荷下的应力
材料力学典型例题及解析 12.冲击问题典型习题解析
击构件瞬间的速度为 υ
，只须将前面（a）式右端改为
1 2
⋅
Pυ2 g
= Vε
，即可导出 kd
=
υ2 。 g∆st
（4）、前面推导过程中，冲击物的势能取为 Ep = P(h + ∆d ) ，一般情况下 ∆d << h ，可将其忽
略，取 Ep = Ph ，读者可仿照上面推导一下，并讨论忽略后对 kd 有什么影响。
所以本问题的动载荷因数为： kd
=
∆d ∆st
=1+
1+ 2h = 1+ ∆st
1+
2
× 440 ×10 −3 2 ×10 −3 m
m
= 22
讨论：（1）、在线弹性范围内，载荷、变形、应变、应力之间都是线性关系，也就是说，当
外载荷被放大 kd 倍，则变形、应力、应变也同样被放大 kd 倍。所以有σ d = kdσ st 。有了 kd 很
动能完全转化为橡皮筋的应变能。即 Ek = Vε 。
解：设小球离开木拍瞬间速度为υ ，则其动能 Ek
=
1 2பைடு நூலகம்
W g
υ 2 ；而橡皮筋被拉至最长时应变能
Vε
=
1 2
F ⋅ ∆L ，其中
F
为小球速度为零时橡皮筋所受拉力。由于假设橡皮筋为线弹性变形，
3
所以 F
=σ
A
=
Eε
A=
∆L L0
EA ，于是Vε
=
∆d
=
∆d ∆st
P 。定义
∆d ∆st
= kd 为动载荷因数，则有
Fd P
=
∆d ∆st
= σd σ st
《机械基础》课程复习试题项目一：机械结构
2016年江苏省中等职业学校学业水平考试《机械基础》课程复习试题项目一机械结构知识点：绪论（一般机械的组成）一、判断题(本大题共10小题，总计10分)1. 气垫导轨和磁垫导轨都属于无摩擦。
（）2. 摩擦和磨损给机器带来能量的消耗，使零件产生磨损，机械工作者应当设计出没有摩擦的机器，以达到不磨损。
（）3. 火车的车轮与铁轨之间的摩擦属于滚动摩擦，所以铁轨不磨损，可长期使用。
（）4. 波轮洗衣机的动力部分是波轮。
5. 零件是机器的运动单元体。
（）6. 构件是机械运动的最基本单元。
（）7. 机构就是具有相对运动的构件的组合。
（）8. 滚动摩擦比滑动摩擦的磨损小。
（）9. 在相对运动的零件间添加各种润滑剂的目的是减少零件间的相互磨损。
（）10. 宇宙飞船返回大气层时，要克服空气与外壳之间的干摩擦而产生的高温。
（）二、单选题(本大题共27小题，总计27分)1. 本课程包括的内容有等多方面的内容。
A、工程力学、气压传动与液压传动B、工程力学、机械工程材料、零件的精度C、工程力学、机械零件与传动，气压传动与液压传动D、工程力学、机械工程材料、机械零件与传动、零件的精度、气压传动与液压传动2. 下列实物：（1）螺钉、（2）起重机吊钩、（3）螺母、（4）键、（5）缝纫机脚踏板，其中属于通用零件。
A、（1）和（2）B、（2）和（3）C、（4）和（5）D、（1）、（3）和（4）3. 为了提高刀具的锋利程度，在用砂轮机磨削之后，还要用磨刀石进行磨削，这种磨削是应用________磨损的原理来实现的.A、粘着B、磨料C、疲劳D、冲蚀E、腐蚀4. 自行车车胎与地面的接触磨损属于磨损。
A、滑动B、滚动C、滚滑动D、动态5. 构件概念的正确表述是。
A、构件是机器零件的组合体B、构件是机器的装配单元C、构件是机器的运动单元D、构件是机器的制造单元6. 机器应满足的基本要求中最主要的是。
A、经济性好B、操纵方便，工作安全可靠C、实现预定功能D、造型美观，减少污染7. 一些零件要碎硬磨光（如齿轮齿面），目的是防止出现失效形式。
工程力学历年真题
⼯程⼒学历年真题全国⾼等教育⾃学考试真题集⼯程⼒学（⼆）强⼤的符易整理全国2012年4⽉⾼等教育⾃学考试⼯程⼒学（⼆）试题课程代码：02391⼀、单项选择题(本⼤题共10⼩题，每⼩题2分，共20分)在每⼩题列出的四个备选项中只有⼀个是符合题⽬要求的，请将其代码填写在题后的括号内。
错选、多选或未选均⽆分。
1.图⽰结构中，AD 杆D 端作⽤⽔平⼒F ，⽀座B 对折杆BC 的约束⼒⽅向应为( ) A.⽔平⽅向 B.沿BC 连线 C.铅垂⽅向D.沿BD 连线2.平⾯汇交⼒系如图所⽰，其合⼒应为 ( ) A.100NB.50NC.253ND.03.图⽰外伸梁C 端作⽤⼀个⼒偶，其⼒偶矩为m ，则B 处⽀座反⼒⼤⼩应为 ( ) A.m aB.23m aC.2m a D.3m a4.图⽰物块重量为Q ，⽔平拉⼒P=0.3Q ，若物块与⽔平⾯间摩擦系数f=0.35，则重物与⽔平⾯间的摩擦⼒应为 ( ) A.Q B.0.35Q C.0.3Q D.05.如图所⽰，铅垂⼒F 的作⽤点A 的坐标x A =a ，y A =b ，z A =0，⼒F 对三个坐标轴之矩⼤⼩应为 ( ) A.m x (F)=Fa ，m y =(F)=Fb ，m z (F)=0 B.m x (F)=0，m y =(F)=Fa ，m z (F)=Fb C.m x (F)=Fb ，m y (F)=Fa ，m z (F)=0D.m x (F)=Fa ，m y =(F)=Fb ，m z (F)=22F a b +6.图⽰结构为 ( ) A.静定结构B.⼀次超静定结构C.⼆次超静定结构D.三次超静定结构 7.材料的许⽤应⼒[]=unσσ（n 为安全系数），对于塑性材料，极限应⼒σn取材料的( )A.屈服极限B.弹性极限C.⽐例极限D.强度极限8.图⽰矩形截⾯对z 轴的静矩S z 为 ( )A.2bhB.312b hC.312bhD.22bh9.图⽰某纯弯曲梁横截⾯上A 点处的正应⼒为2MPa ，z 轴为中性轴，则B 点处的正应⼒为 ( ) A.2MPaB.4MPaC.6MPaD.8MPa10.图⽰梁跨中点C 处的竖向位移为( )A.33Fa EIB.0C.36Fa EI -D.33Fa EI-⼆、填空题（本⼤题共10⼩题，每⼩题2分，共20分）请在每⼩题的空格中填上正确答案。
成人高考工程力学题库
成人高考工程力学题库一、填空题1. 力是物体间的相互机械作用。
这种作用使物体的运动状态或形状发生改变。
(P2)2、力对物体的作用效应决定于以下三个要素:力的大小、方向、作用点。
(P2)3、作用在物体上的一组力，称为力系。
(P2)4、汇交力系——各力作用线相交于一点。
(P2)5、平行力系——各力作用线相互平行。
(P2)6、一般力系——各力作用线既不相交于一点，又不相互平行。
7、两个不同的力系，如果对同一物体产生相同的外效应，则该两力系互为等效力系。
(P3)8、作用于刚体某点的力，可沿其作用线任意移动作用点不改变该力对刚体的效应。
(P4)9、柔索的约束反力作用在柔索与物体的接触点，其方向沿着柔索离开被约束物体。
即必为拉力。
(P5)10、光滑接触面的约束力必通过接触点，方向沿着接触面在该点的公法线，指向约束物体内部，即必为压力。
(P6)11、光滑圆柱铰链约束分为:固定铰支座、可动铰支座、中间铰链。
(P6) 12、在求解静力平衡问题时，必须首先分析物体的受力情况，即进行受力分析。
(P8)13、力系的主矢和主矩是力系的两个基本特征量。
(P25)14、两力系相互等效的充分与必要条件是:该两力系的主矢和对同一点的主矩分别相等。
(P25)15、力系平衡的充分与必要条件是:该力系的主矢和对任一点的主矩都是等于零。
(P25)16、汇交力系平衡的充分与必要条件是:力系的合力或主矢等于零。
(P32)17、力偶对任一点O的主矩Mo 与矩心O的位置无关，是一常矢量，称为力偶矩矢。
(P37)18、力偶既不能与一个力等效，也不能与一个力相平衡。
(P37) 19、作用于刚体的两力偶等效的充分与必要条件是:它们的力偶矩相等。
(P37) 20、空间力偶系平衡的充分与必要条件是:力偶系的合力偶矩矢等于零。
(P39) 21、摩擦可分为滑动摩擦和滚动摩擦。
滑动摩擦又可分为静滑动摩擦和动滑动摩擦。
(P66)22、构件的承载能力有足够的强度、足够的刚度和足够的稳定性三方面衡量。
机械工程材料专升本习题集
第一章材料的性能一、是非题 (1)一切材料的硬度越高，其强度也越高。
( )(2)静载荷是指大小不可变的载荷，反之则一定不是静载荷。
( )(3)所有的金属材料均有明显的屈服现象。
((4)HRc测量方便，能直接从刻度盘上读数。
((5)生产中常用于测量退火钢、铸铁及有色金属的硬度方法为布氏硬度法。
( )(6)材料的强度高，其塑性不一定差。
( )(7)材料抵抗小能量多次冲击的能力主要取决于材料的强度。
( )(8)只要零件的工作应力低于材料的屈服强度，材料不会发生塑性变形，更不会断裂。
( )(9)蠕变强度是材料的高温性能指标。
( )(10)断裂韧性是反应材料抵抗裂纹失稳扩展的性能指标。
( )二、选择题(1)机械零件在正常工作情况下多数处于( )。
A．弹性变形状态B．塑性变形状态C．刚性状态D．弹塑性状态(2)下列四种硬度的表示方法中，最恰当的是( )。
A．600~650 HBS B．12~15 HRCC．：170~230 HBS D．80~90 HRC(4)ak值小的金属材料表现为( )。
A．塑性差B．强度差C．疲劳强度差D．韧性差(5) 下面( )不是洛氏硬度法的优点。
A．测量迅速简便B．压痕小c．适应于成品零件的检测D．硬度范围的上限比布氏、维氏硬度高(7)涂层刀具表面硬度宜采用( )法进行测量。
A．布氏硬度(HBS) B．布氏硬度(HBW)C．维氏硬度D．洛氏硬度(1)材料常用的塑性指标有和，其中用___ 来表示塑性更接近材料的真实变形。
(2)在外力作用下，材料抵抗和的能力称为强度。
(3)工程上的屈服比指的是和的比值。
(4)表征材料抵抗冲击性能的指标是，其单位是。
(5) 测量HBS值时所采用的压头是，(6)检验淬火钢常采用的硬度指标为，布氏硬度常用来测量的硬度。
（8）常用的硬度试验法有、、；测定半成品铸铁件的硬度应采用。
（9）检验各种淬火钢的硬度应采用，用符号表示；HB是的符号，它主要用于测量硬度在以下的材料。
机械设计题库是非题(640题)
一、是非题（对给出的说法做出判断，正确的打√，错误的打⨯，每小题1分，共8分）640题 （50+50+40+60+40+100+70+40+100+40+50）共计6401、机械零件的强度50题。
30+20 = 501．只有静载荷产生静轻度；只有变载荷产生疲劳破坏。
( × )2．机械零件在静载荷作用下，则均为静强度破坏。
( × )3．机械零件的刚度是指机械零件在载荷作用下抵抗塑性变形的能力。
( × )4．机械零件一旦出现磨损，该零件就发生了失效。
( × )5．塑性材料比脆性材料易产生粘附磨损。
( √ )6．润滑油的粘度与温度有关，且粘度随温度的升高而增大。
( × )7．合金钢与碳素钢相比有较高的强度和较好的热处理能力，因此用合金钢制造零件不但可以减小尺寸，而且还可以减小断面变化处过渡圆角半径和降低表面粗糙度的要求。
( × )8．当零件的尺寸由刚度条件决定时，为了提高零件的刚度，应选用高强度合金钢制造。
( × )9．根据机器的额定功率计算出作用在零件上的载荷称为计算载荷。
( × )10．大小和方向随时间的变化而呈周期性变化的载荷称为随机变载荷。
( × )11．由原动机标牌功率而计算出来的载荷称为计算载荷也叫名义载荷。
( × )12．计算载荷通常是额定载荷乘以不同的影响系数。
( √ )13．变应力都是由变载荷产生的。
( × )14．用4O 钢（335=s σMPa ) ，经校核其扭转刚度不够，可改选高强度合金结构钢 40Cr（785=s σMPa ），以提高刚度。
( × )15．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。
( √ )16．机械设计计算的最基本的设计准则是刚度准则。
( × )17．火车的车轮轴只承受对称循环弯曲变应力。
材料力学动载荷的概念及分类
第14章动载荷14.1 动载荷的概念及分类在以前各章中，我们主要研究了杆件在静载荷作用下的强度、刚度和稳定性的计算问题。
所谓静载荷就是指加载过程缓慢，认为载荷从零开始平缓地增加，以致在加载过程中，杆件各点的加速度很小，可以忽略不计，并且载荷加到最终值后不再随时间而改变。
在工程实际中，有些高速旋转的部件或加速提升的构件等，其质点的加速度是明显的。
如涡轮机的长叶片，由于旋转时的惯性力所引起的拉应力可以达到相当大的数值；高速旋转的砂轮，由于离心惯性力的作用而有可能炸裂；又如锻压汽锤的锤杆、紧急制动的转轴等构件，在非常短暂的时间内速度发生急剧的变化等等。
这些部属于动载荷研究的实际工作问题。
实验结果表明，只要应力不超过比例极限，虎克定律仍适用于动载荷下应力、应变的计算，弹性模量也与静载下的数值相同。
动载荷可依其作用方式的不同，分为以下三类：1．构件作加速运动。
这时构件的各个质点将受到与其加速度有关的惯性力作用，故此类问题习惯上又称为惯性力问题。
2．载荷以一定的速度施加于构件上，或者构件的运动突然受阻，这类问题称为冲击问题。
3．构件受到的载荷或由载荷引起的应力的大小或方向，是随着时间而呈周期性变化的，这类问题称为交变应力问题。
实践表明：构件受到前两类动载荷作用时，材料的抗力与静载时的表现并无明显的差异，只是动载荷的作用效果一般都比静载荷大。
因而，只要能够找出这两种作用效果之间的关系，即可将动载荷问题转化为静载荷问问题处理。
而当构件受到第三类动载荷作用时，材料的表现则与静载荷下截然不同，故将在第15章中进行专门研究。
下面，就依次讨论构件受前两类动载荷作用时的强度计算问题。
14.2 构件作加速运动时的应力计算本节只讨论构件内各质点的加速度为常数的情形，即匀加速运动构件的应力计算。
14.2.1 构件作匀加速直线运动设吊车以匀加速度a吊起一根匀质等直杆，如图14-1(a)所示。
杆件长度为l，横截面面积为A，杆件单位体积的重量为 ，现在来分析杆内的应力。
q345b的许用应力
q345b的许用应力
Q345B是一种常用的低合金高强度结构钢材，具有优良的化学成分和机械性能，广泛应用于建筑、桥梁、轨道交通和航空等领域。
在设计和使用过程中，了解Q345B的许用应力是非常重要的。
许用应力是指在特定条件下允许材料承受的最大应力值。
Q345B 的许用应力受多种因素影响，主要包括温度、几何形状、载荷方向和载荷类型等。
以下是Q345B在不同情况下的许用应力值：
1. 静载荷下的许用应力：在常温下，Q345B的许用应力为235 MPa，这是指在不受疲劳损伤的情况下，钢材在静载荷作用下能够承受的最大应力值。
2. 动载荷下的许用应力：在动态载荷（如震动或冲击负载）作用下，Q345B的许用应力值会显著降低。
一般来说，如果考虑疲劳损伤因素，Q345B在动态载荷下的许用应力为160 MPa。
3. 高温下的许用应力：Q345B在高温环境下的许用应力会明显降低，主要原因是材料的热膨胀系数随温度升高而增加。
在600 ℃的高温环境下，Q345B的许用应力为60 MPa。
4. 弯曲应力下的许用应力：弯曲应力是表示在Q345B梁等构件中，在梁轴垂直方向上作用的形变力。
根据材料的几何形状和工况，Q345B在弯曲应力下的许用应力范围为180-200 MPa。
综合以上几个方面的影响，可以得出结论：在设计和使用Q345B 结构时，应根据实际情况综合考虑许用应力值，并严格控制在其允许范围内。
此外，还应注重材料的维护和检测，避免出现疲劳及其它损伤，提高材料的使用寿命。
工程材料与热处理第1章作业题参考答案
⼯程材料与热处理第1章作业题参考答案1．写出下列⼒学性能符号所代表的⼒学性能指标的名称和含义。
σe、σs、σ r 0.2、σb、δ、ψ、a k 、σ-1、HRA、HRB、HRC、HBS(HBW)。
σe是弹性极限，是材料产⽣完全弹性变形时所承受的最⼤应⼒值；σs是屈服强度，是材料产⽣屈服现象时的最⼩应⼒值；σ r 0.2是以试样的塑性变形量为试样标距长度的0.2%时的应⼒作为屈服强度；σb是抗拉强度，是材料断裂前所能承受的最⼤应⼒值；δ是伸长率，试样拉断后标距长度的伸长量与原始标距长度的百分⽐；ψ是断⾯收缩率，是试样拉断后，缩颈处横截⾯积的缩减量与原始横截⾯积的百分⽐；a k是冲击吸收功，摆锤冲击试验中摆锤冲断试样所消耗的能量称为冲击吸收功；σ-1是材料经受⽆数次应⼒循环⽽不被破坏的最⼤应⼒；HRA、HRB、HRC是洛⽒硬度由于不同的压头和载荷组成的⼏种不同的洛⽒硬度标尺⽽产⽣的三种表⽰⽅法；HBS(HBW)是布⽒硬度，⽤淬⽕钢球做压头测得的硬度⽤符号HBS表⽰，⽤硬质合⾦做压头测得的硬度⽤符号HBW表⽰。
2．低碳钢试样在受到静拉⼒作⽤直⾄拉断时经过怎样的变形过程?由最初受⼒时的弹性变形到超过屈服极限的塑性变形到最后超过抗拉强度后的断裂。
3．某⾦属材料的拉伸试样l0=100mm，d0=10mm。
拉伸到产⽣0.2％塑性变形时作⽤⼒(载荷)F0.2=6.5×103N；Fb=8．5×103N。
拉断后标距长为l l=120mm，断⼝处最⼩直径为d l=6.4mm，试求该材料的σ0.2、σb、δ、ψ。
σ0.2= F0.2/ s0=(6.5×103)/π×（10/2）2=82.8MPaσb= F b/ s0=(8.5×103)/π×（10/2）2=108.28MPaδ=(l l- l0)/ l0×100%=20%ψ=( s0- s1)/ s0=[π×（10/2）2-π×（6.4/2）2]/π×（10/2）2=59.04%4．钢的弹性模量为20.7×104MPa，铝的弹性模量为6.9×104MPa。
冲击问题典型习题解析
∆d 2h 2 × 440 × 10 −3 m = 1+ 1+ = 1+ 1+ = 22 ∆st ∆st 2 × 10 −3 m
讨论： （1） 、在线弹性范围内，载荷、变形、应变、应力之间都是线性关系，也就是说，当 外载荷被放大 k d 倍，则变形、应力、应变也同样被放大 k d 倍。所以有 σ d = k dσ st 。有了 k d 很 方便就能计算出动载荷条件下被冲击物的各量。 （2） 、但应注意，对不同的问题， k d 有不同 的表达式，不能生搬硬套。 （3 ） 、掌握本题所采用的以能量守恒为基本原理的分析方法是最 重要的。 3 一个橡胶小球重 W = 300 mN ，用一橡皮筋连在一木拍上，橡皮筋长 L0＝300 mm ，横截 面面积 A = 1.6 mm 2 ，弹性模量 E = 2.0 MPa 。用木拍击打小球后，小球拉动橡皮筋，使橡 皮筋总长达到 L1 = 1.0 m ，试问小球离开木拍瞬间的速度是多少？假设橡皮筋为线弹性体， 而且忽略小球的势能。 解题分析：木拍击打小球是冲击载荷问题。小球受木拍撞击飞出，将连接小球和木拍的橡皮 筋拉长。小球离开木拍的瞬间有一个初速度，橡皮筋被拉长的同时，小球速度不断减小，当 小球速度为零时，橡皮筋被拉至最长。假设不考虑小球的势能变化，则小球离开木拍瞬间的 动能完全转化为橡皮筋的应变能。即 E k = Vε 。 解：设小球离开木拍瞬间速度为 υ ，则其动能 E k =
0.8 m 1.944 × 10 2 m ) = 3.963 × 10 −3 m
∆d = 1.944 × 10 −5 m(1 + 1 +
考虑到 Fd =
EA ⋅ ∆d ，所以绳中最大应力 b
σd =
东北大学机械设计习题及答案
第八章 机械设计概述一、判断题（正确 T ，错误 F ）1. 强度是指零件抵抗整体断裂、表面接触疲劳及塑性变形的能力。
强度准则是零件设计中最基本的准则。
（ ）2. 变应力只能由变载荷产生。
（ ）3. 两接触的金属表面存在相对运动时，就会由于摩擦而产生磨损，因此磨损总是有害的。
（ ）4. 钢制零件采用热处理办法来提高其刚度是非常有效的。
（ ）5. 使零件具有良好的工艺性，应合理选择毛坯，结构简单合理，规定适当的制造精度和表面粗糙度。
（ ）二、单项选择题1. 循环特性1-=r 时的应力是（ ）。
A 对称循环变应力B 脉动循环变应力C 非对称循环变应力D 静应力2. 外形复杂，结构尺寸大，生产批量大的零件的毛坯宜采用（ ）加工工艺。
A 铸造B 锻造C 焊接D 轧制3. 两个等宽的圆柱体接触，其直径212d d =，弹性模量212E E =，则其接触应力值为（ ）。
A 218σσ= B 214σσ= C 212σσ= D 21σσ=4. 合金钢对应力集中的敏感性比碳钢（ ）。
A 小B 大C 相等D 不一定三、填空题1. 机械零件设计计算的最基本计算准则是_________________________________ 。
2. 机械零件的主要失效形式有 _________、_________、________、__________和__________。
3. 在静应力作用下，塑性材料的极限应力为___________，脆性材料的极限应力为___________。
4. 在静载荷作用下的机械零件，不仅可以产生___________应力，也可能产生___________应力。
5. 零件危险截面处的几何突变、截面尺寸的大小和表面状态等均影响零件的疲劳强度，因此，在机械零件的疲劳强度计算中，引入了________________、________________和________________来 对材料的疲劳极限加以修正。
机械设计中的结构强度分析方法
机械设计中的结构强度分析方法在机械设计中，结构强度分析是一个关键的环节。
它通过对机械结构的受力情况进行分析，确定结构是否能够承受工作条件下的载荷，从而保证机械设备的安全可靠运行。
本文将介绍几种常见的机械设计中的结构强度分析方法。
一、静力学分析静力学分析是机械设计中最基本的结构强度分析方法之一。
它基于静力学原理，通过计算机辅助分析软件对机械结构进行受力分析。
静力学分析可以确定结构在静态载荷下的应力和变形情况，从而判断结构的强度是否满足设计要求。
静力学分析的关键是建立合理的受力模型。
在建模时，需要考虑结构的几何形状、材料特性、受力方向和载荷大小等因素。
通过对结构进行离散化处理，将结构划分为有限个小单元，然后利用有限元法对每个小单元进行分析。
最后，将各个小单元的应力和变形结果进行叠加，得到整个结构的应力和变形情况。
二、动力学分析动力学分析是机械设计中另一种重要的结构强度分析方法。
与静力学分析不同，动力学分析考虑了结构在动态载荷下的响应情况。
在机械设备的工作过程中，结构通常会受到来自运动部件的冲击和振动载荷，因此需要进行动力学分析，以保证结构的强度和稳定性。
动力学分析的关键是建立合理的动力学模型。
在建模时，需要考虑结构的质量、惯性特性、刚度和阻尼等因素。
通过对结构进行离散化处理，将结构划分为有限个小单元，然后利用动力学分析软件对每个小单元进行分析。
最后，将各个小单元的振动响应结果进行叠加，得到整个结构的振动响应情况。
三、疲劳强度分析疲劳强度分析是机械设计中另一个重要的结构强度分析方法。
它主要用于分析结构在长期循环载荷下的疲劳寿命。
在机械设备的使用过程中，结构通常会受到反复加载和卸载的循环载荷，这会导致结构的疲劳破坏。
因此，需要进行疲劳强度分析，以保证结构的寿命和可靠性。
疲劳强度分析的关键是建立合理的疲劳寿命模型。
在建模时，需要考虑结构的材料特性、载荷频率和载荷幅值等因素。
通过对结构进行离散化处理，将结构划分为有限个小单元，然后利用疲劳强度分析软件对每个小单元进行分析。
工程力学
工程力学（II）(材料)课程作业_B 用户名：wjx930916最终成绩：48.0 仅显示答错的题一单选题1. 静不定系统中，多余约束力达到3个，则该系统静不定次数为（）。
3次6次1次不能确定本题分值： 4.0用户得分：0.0用户解答：不能确定标准答案：3次--------------------------------------------------------------------------------2. 图1-208 ABCD本题分值： 4.0用户得分：0.0用户解答： D标准答案： A--------------------------------------------------------------------------------3. 材料力学中两个最基本力学要素是（）。
力和力偶力和力矩内力和外力应力和应变本题分值： 4.0用户得分：0.0用户解答：力和力矩标准答案：应力和应变--------------------------------------------------------------------------------4. 各向同性假设认为，材料沿各个方向具有相同的（）。
力学性质外力变形位移本题分值： 4.0用户得分： 4.0用户解答：力学性质标准答案：力学性质--------------------------------------------------------------------------------5. 第（）强度理论认为，塑性材料屈服破坏的主要原因是最大切应力。
第一强度理论第二强度理论第三强度理论第四强度理论本题分值： 4.0用户得分： 4.0用户解答：第三强度理论标准答案：第三强度理论--------------------------------------------------------------------------------6. 若将受扭圆轴的内、外直径均减少到原尺寸的一半，则该轴的单位扭转角是原来的（）倍。
强度习题课
48.12 r 0.95 50.64
某一碳钢制成的零件，在危险剖面上的最大
工作应力σmax＝280MPa，最小工作应力σmin ＝-80MPa，该剖面处的有效应力集中系数kσ ＝1.32，绝对尺寸系数εσ＝0.85，表面状 态系数βσ＝1，表面强化系数βq＝1。已知 材料的机械性能：σs＝800MPa，σB＝ 900MPa，σ-l＝440MPa及 ψσ＝0.1。要求： (1)绘制极限应力图(σm—σa图)；(2)求材 料的极限值σa’、σm’及σmax’；(3)校核此零 件在该危险剖面上的安全系数。（4）若在零 件的危险剖面上承受r=0 和 r=0.5的变应力 时，问该零件能承受的最大应力分别是多少， 并在图中画出讨论之。
强度习题课
选择题 1、在应力变化中，如果周期、应力幅和平均应力有一个不同， 则称为（ B ）。 A．稳定变应力 B．非稳定变应力 C．非对称循环变应力 D. 脉动循环应力 2、循环特性r＝—1的变应力是（ A ）应力。 A．对称循环变 B．脉动循环变 C．非对称循环变 D．静 3、在静拉伸应力作用下，塑性材料的极限应力为（ B ） A．σB B．σs C．σ0 D．σ-1 4、在循环变应力作用下，影响疲劳强度的主要因素是（ A ） A．σmax B．σm C．σmin D．σa 5、零件表面粗糙度增加，其疲劳强度（ A ） A．降低 B．提高 C．不定 D．不变 6、某零件受稳定的对称循环变应力，其塑性材料有限寿命N的 疲劳极限应力σ-1，是通过（ A ）求得的。 A．疲劳曲线图 B．极限应力 C．曼耐尔假说
强度习题课
三、判断题 1、塑性材料在变应力作用下的主要失效形式是疲 劳破坏。( T ) 2、合金结构钢有良好机械性能，设计零件时应优 先选用。( F ) 3、凡零件只要受静载荷，则都产生静应力。 ( F ) 4、只有静载荷产生静强度破坏，只有变载荷产生 疲劳损坏。( F ) 5、零件的剖面形状一定，若剖面的绝对尺寸增大， 则其材料的疲劳极限将增大。（ F ） 6、变应力都是由变载荷产生的（ F ）
浙江农林大学考研试题2014年-2016年818机械设计基础
A．万向联轴器
B．齿式联轴器
C．弹性柱销联轴器
D．凸缘联轴器
考试科目：机械设计基础
第 2 页，共 6 页
8．按承受载荷的性质分类，双万向联轴器的中间轴属于（ ）。
A．传动轴
B．心轴
C．转轴
D．钢丝软轴
9．角接触球轴承和圆锥滚子轴承的轴向承载能力随公称接触角α的减小而（ ）。
A．增大
B．减小
B
1
2
A
C 3
4
图 5.2
考试科目：机械设计基础
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3．在图 5.3 示铰链四杆机构中，已知杆：a=80mm，b=250mm，c=200mm，d=240mm，以 杆 AD 为机架，试判断此机构是何机构？若以 AB 为机架，是什么机构？（10 分）
cc
分）
图 5.3
六、分析题（10
2．飞轮设计的基本问题是什么？
3．蜗杆传动的正确啮合条件？
4．回转体如果不平衡，会给机器带来什么后果？
5．设计转轴分三步，其任务分别是什么？
五、图解简答题（共 20 分） 1．请在图 5.1 中标示出全部速度瞬心。 （6 分） 2．画出图 5.2 机构的极位和极位夹角。（4 分）
２
３ １
４
图 5.1
A.静强度 B. 刚度 C.疲劳强度 D. 抗冲击性能
15. 阿基米德圆柱蜗杆的( )模数，应符合标准数值。
A. 端面 B. 法面 C. 轴面 D. 无
二、填空题：（每空 1 分，共 10 分）
1. 构件是机器的
单元体；零件是机器的
单元体；部件是机器
的
单元体。
2. 平面运动副的最大约束数为
。
静载荷产生变应力的例子
静载荷产生变应力的例子
1. 你看那公园里的秋千，总是被人一下又一下地荡着。
这难道不是静载荷产生变应力的例子吗？人坐在秋千上静止时是静载荷，但荡起来时绳子就受到了不断变化的应力呀！
2. 家里的椅子，有时候我们会猛地坐下去或者在上面不停摇晃，这时候椅子不就承受了静载荷产生的变应力嘛！你说是不是很神奇呀？
3. 想想马路上的井盖，车子轧过去的时候，它承受着那瞬间的重压，这其实就是静载荷让它产生了变应力呢，这可太常见了呀！
4. 建筑工地的塔吊，它在吊起重物静止的时候就是静载荷呀，而当它移动重物时，那些钢结构不就经历着变应力吗？多明显的例子呀！
5. 自行车的车架，我们骑着它在各种路面上跑，有时还会颠一下，这不就是车架在承受静载荷产生的变应力嘛，还真挺有趣呢！
6. 还有那床，我们在床上翻身、跳动的时候，床板和它的支撑结构不就受到了静载荷带来的变应力嘛！你想想是不是这样呀！
我的观点结论就是：生活中这样静载荷产生变应力的例子真是无处不在呀，只要我们细心观察就能发现很多呢！。
安徽建筑大学工程力学试卷两套
工程力学考试试卷卷一一、单选题(每小题3分,共15分)1. 对于图示单元体中的max τ正确答案为( A )。
A. MPa 100B. MPa 0C. MPa 50D. MPa 2002.则该圆轴的最大剪应力是原来的( C )倍。
A. 2;B. 4;C. 8;D. 16。
3. 一铆钉受力如下图所示,铆钉直径为d ,钢板厚度均为t ,其剪切面面积和剪力大小分别为( B )。
A. 241d π和1P ;B. 21d π和P ;C. d t 和1P ;D. d t 和P 。
4. 关于图示AC 杆的结论中,正确的是( C )。
A. BC 段有变形,没有位移;B. BC 段没有变形,没有位移;C. BC 段没有变形,有位移;D. BC 段有变形,有位移。
5. 材料相同、抗弯刚度相同的悬臂梁Ⅰ、Ⅱ如图所示,正确结论是下列哪一种( B )。
A. Ⅱ梁最大挠度是Ⅰ梁的12倍; B. Ⅱ梁最大挠度是Ⅰ梁的4倍; C. Ⅱ梁最大挠度是Ⅰ梁的2倍; D. Ⅰ、Ⅱ梁的最大挠度相等。
悬臂梁Ⅰ悬臂梁Ⅱ二、判断题(对的请打“√”,错的请打“×”,每题2分,共10分)1. 当施加载荷使低碳钢试件超过屈服阶段后,再卸载,则材料的比例极限将会提高。
(√ )2. 杆件的轴力仅与杆件所受的外力有关,而与杆件的截面形状、材料无关。
(√ )3. 惯性矩、极惯性矩可为正、可为负、也可为零。
(× )4. 弯曲变形中截面中性轴上的剪应力总是为零。
(× )5. 如右图,拉杆的材料为钢,在拉杆与木材之间放一金属垫圈,该垫圈的作用是增加杆的抗拉强度。
( × )三、填空题(每题5分,共25分)1. 低碳钢拉伸可以分成: 弹性阶段, 屈服阶段, 强化阶段, 颈缩阶段。
2. 胡克定律的基本公式EAl F l N ?=?,E 称为材料的弹性模量,EA 称为杆件的抗拉(或抗压)刚度,它反映了杆抵抗拉伸(压缩)变形的能力;梁的挠曲线微分方程EI x M dx y d )(22-=中,EI 称为梁的抗弯刚度;圆轴转角计算公式π?180max max X GI T P ='中,P GI 称为圆轴的抗扭刚度。
静态屈服应力
静态屈服应力静态屈服应力是指材料在受到静态载荷作用下，开始发生塑性变形的最小应力值。
它是材料力学性能的重要指标之一，对于工程设计和材料选择具有重要意义。
一、静态屈服应力的定义和意义1.1 静态屈服应力的定义静态屈服应力是指在静态载荷作用下，材料开始产生塑性变形的最小应力值。
通常用σs表示。
1.2 静态屈服应力的意义静态屈服应力是材料强度和韧性的重要指标之一。
它反映了材料在受到静载荷作用下承受变形和破坏能力的大小。
在工程设计和材料选择中，需要根据工程所需的强度和韧性来选择合适的材料。
二、影响静态屈服应力的因素2.1 材料组织结构材料组织结构是影响静态屈服应力最主要的因素之一。
晶粒尺寸、晶界数量、组织均匀性等都会影响材料的强度和韧性。
2.2 温度温度对材料的强度和韧性有很大的影响。
通常情况下，随着温度的升高，材料的强度会降低，而韧性会增加。
2.3 加工硬化加工硬化是指通过变形加工使材料的组织结构发生变化，从而提高材料的强度和硬度。
但同时也会降低材料的韧性。
三、静态屈服应力的测试方法3.1 拉伸试验法拉伸试验法是最常用的测定静态屈服应力的方法。
它可以测定材料在拉伸过程中产生塑性变形前后的应力-应变关系，并通过斜率来确定静态屈服应力。
3.2 压缩试验法压缩试验法是一种测定材料静态屈服应力的方法。
它与拉伸试验相比，具有更高的精度和更好的可重复性。
四、不同类型材料静态屈服应力值比较4.1 金属材料金属材料通常具有较高的强度和韧性，其静态屈服应力值在几百MPa 到几千MPa之间。
其中，高强度钢的静态屈服应力可达到2000MPa以上。
4.2 非金属材料非金属材料通常具有较低的强度和韧性，其静态屈服应力值在几十MPa到几百MPa之间。
其中，混凝土的静态屈服应力一般为20~30MPa，玻璃纤维增强塑料的静态屈服应力一般为200~300MPa。
五、结语静态屈服应力是材料力学性能的重要指标之一。
它反映了材料在受到静载荷作用下承受变形和破坏能力的大小。
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Td 128.1 0.65 MPa 3 9 Wp π100 10 /16
§10.3 杆件受冲击时的计算 当运动着的物体碰撞到一静止的构件时，物体 的运 动将受阻而在短时间停止运动，这时构件就受到了冲 击作用。
在冲击过程中，运动中的物体称为 冲击物
阻止冲击物运动的构件，称为 被冲击物
材料力学中将动载荷分为四类
(1) 构件有加速度时应力与变形的计算 (2) 冲击载荷下构件的应力与变形的计算 (3) 构件做受迫振动时应力的计算
(4) 交变应力
§10.2 构件有加速度时的动应力计算
采用达朗贝尔原理，对作变速运动的质点系， 如假想地在每一质点上加上惯性力，则质点系 上的原力系与惯性力系构成形式上的平衡力系。
其转向与n的转向相反。
飞轮的转动惯量为
1 2 PD2 0.6 103 0.42 J x mr 1.223 2 8g 8 9.81
N· m· s2
飞轮的惯性力矩为
M d J x a 1.223104.72 128.1 N m
轴的最大动切应力为
d,max
加在环上的惯性力必然 是沿环线均匀分布的线 分布力。 其上的惯性力集度为
A D qd ( ) g 2 2g
2 2
qd
o
A D
y
qd (
D d ) 2
qd d o Fd
然后用纵向面将其截 开，考虑上半部分， 取微段
Fd
D FRd 0 q d ( d ) sin 2 A 2 D 2 A 2 D 2 0 sin d 4g 2g
G a g
A
a
A
x
钢索每单位长度的惯性力为 A
g a
G
G
G a g
静止时m-m截面上的轴力为 Fst G Ax
而运动时钢索m-m截面上的轴力为：
a Fd (1 )(G Ax) g
Kd Fst
Fd
m m
A
A
g a
x
a 引入 K d 1 g
称为动荷因数
G
G a g
解：由于轴在制动时产生角加速度a，使飞轮 产生惯性力矩Md（图b）。设飞轮的转动惯量 为Jx，则Md=Jxa ，其转向与a 相反。轴横截 面上的扭矩为Td=Md 。
轴的角速度为
角加速度为
a
2πn nπ 60 30 nπ 1 000 π
t 30t 30 1
104.72 rad/s 2
y
qd (
D d ) 2
qd d o Fd
FRd A 2 D 2 Fd 2 4g
Fd
Fd D d A 4g
2
2
Dω v 2
圆环中心线上点的线速度
2
d
v
g
v 强度条件是 d [ ] g
2
例 3 直径d =100 mm的圆轴，右端有重量 P =0.6 kN,直径D=400 mm的飞轮，以匀转速n =1000 r/min旋转。在轴的左端施加制动力偶 Md，使其在t＝1 s内匀减速停车。不计轴的质 量。求轴内的最大切应力dmax。
则 Fd K d Fst
Fd Fst 钢索中的动应力为 d K d K d st A A
st 为静载荷下钢索中的静应力
此时的强度条 件为
Fst m m
A
Fd
m m x
A
A
g a
d K d st [ ]
结论
x
G
G
G a g
只要将静载荷下的应力、变形，乘以动荷 因数Kd即得动载荷下的应力与变形。
在冲击的计算中，一般假设如下：
（1） 不计冲击物的变形，且冲击物与被冲击物接触 后无反弹，成为一个运动系统。
（2）被冲击物的质量很小可略去不计，材料服 从胡克定律。
（3） 过程中只有势能、动能与应变能的转化， 略去其它能量的损失。
因此有机械能守恒定律
T V Vε d
T、V 是 冲击物 在冲击过程中所 减少的动能和 势能。 Vεd 是被冲击物所增加的应变能。 一 自由落体冲击
例：一重量为 P的重物由高度为 h 的位置自由下落，与 一块和直杆AB 相连的平板发生冲击。杆的横截面面积 为A。求杆中的冲击应力。
解:重物是冲击物， 杆 AB（包括圆盘） 是被冲击物。
冲击物减少的势能：
A
A
P
B
V P(h d )
动能无变化：T 0
B
d
假使Δd为冲击发生后重物与平 板一起下降的最大位移, Pd为 重物与平板之间的相互作用力
第 10 章
动载荷与交变应力
§10.1
概述
静载荷：载荷由零缓慢增长至最终值，然后保持不变。 构件内各质点加速度很小，可略去不计。
动载荷：载荷作用过程中随时间快速变化，或其本身 不稳定（包括大小、方向），构件内各质点加速度较 明显。
实验表明，只要应力不超过比例极限，胡克定 律仍适用于动载荷下应力、应变的计算。弹性 模量也与静载荷下的数值相同。
V P(h d )
TB
1 Vεd Pd d 2
根据能量守恒定律：
d
B
1 P h d Pd d 2
1 1 EA 2 Pd d ( ) d 2 2 l
Pd l d EA
EA Pd d l
1 EA 2 P h d ( ) d 2 l
例2 一平均直径为 D 的薄圆环，绕通过其圆心 且垂于环平面的轴作等速转动。已知环的角速 度为 ，环的横截面面积为A，材料的重量密度 为 。求圆环横截面上的正应力(忽略重力) 。 解：因圆环很薄，可认为圆 环上各点的向心加速度相同， 等于圆环中线上各点的向心 加速度。为
o
D 2 2
因为环是等截面的，所以相同长度的任一段质量相等。
惯性力：大小等于质点的质量 m 与加速度 a 的乘积， 方向与 a 的方向相反。
FIR ma
构件上除外加载荷外，再在构件的各点上加上 惯性力，则可按求静载荷应力和变形的方法， 求得构件的动应力和动变形。
例1：一起重机钢索以加速度 a 提升一重为 G 的物体，设钢索的横截面面积为 A ，钢索单位 体积的重量为 ，求距钢索下端为 x 处的 m-m A 截面上的应力。 Fst a g m m 解: 钢索的重力集度为 : A 物体的惯性力为: