机械设计强度篇章典型试题.docx
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机械设计强度篇章典型试题
一.是非题:
正确的在()中写“√”,错误的在()中写“×”
1、
在不改变零件静强度的条件下,加大在一定载荷下零件的弹性变形量,将会降低该零件的冲击强度。
()
2、
在不改变零件静强度的条件下,加大在一定载荷下零件的弹性变形量,可提高耐冲击强度。
()
3、
设计零件时,安全系数应尽可能选大些,使该零件工作更可靠与安全。
()
4、
某转轴采用40钢(
),经校核其扭转刚度不够,可改选高强度合金结构钢40Cr
,以提高刚度。
()
5、
设计某普通碳钢零件时,校核后刚度不足,采用高强度合金钢时,对提高其刚度是不起作用的。
()
6、
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。
()
7、
只要材料的平均极限应力lim大于零件的平均工作应力m,则安全系数S就大于1,工作是可靠的。
()
8、
若材料的平均极限应力lim大于零件的平均工作应力m,则零件的安全系数不一定总是大于1。
()
9、
渐开线圆柱直齿轮传动空载运转时,可以认为是处于齿面线接触状态。
()
10、
渐开线圆柱直齿轮传动工作时,齿面载荷的传递是通过真实的线接触进行的。
()
11、
两圆柱体相接触,其轴线互相平行,在受法向压力作用下,则两零件的接触应力不等,直径大的零件所受接触应力小。
()
12、
两圆柱体相接触,其轴线互相平行,受法向压力,则两零件的接触应力相等。
()
二、选择题:
把正确的选项代号填入()中
1、在受轴向变载荷的紧螺栓联接中,采用柔性螺栓,是为了_____________。
A.增大变载荷下的剩余预紧力,提高联接可靠性;
B.改善变载荷下的螺母支承面接触状态;
C.降低应力幅a;
D.可减轻螺栓重量,节省材料。
2、已知某转轴在复合应力状态下工作,其弯矩作用与扭矩作用下的安全系数分别为S=6.1,S=18.5,则该转轴的实际安全系数大小为_____________________。
A.15.32B.8.3C.5.79D.12.3.
3、下列各图中,各零件材料相同、受力相同、宽度相同,则________的接触应力最大,____________最小。
4、绘制塑性材料零件极限应力线图(折线图)时,所必须的已知数据是____________。
A.1,0,(K)DB.0,,S,(K)D
C.1,0,,SD.1,0,S,(K)D
5、下列公式中_______________是正确的。
A.
B.
C.
D.
。
6、在图示的极限应力图中,工作应力N的位置如图所示,加载属min=常数,进行安全系数计算中,其材料的极限应力取为_________。
A.BB.0C.1D.S
7、在图示的零件的极限应力图中,M为工作应力点,应力循环特性r=常数,NO线与横轴间夹角=40°,则该零件受的应力为________类型。
A.不变号的不对称循环应力
B.变号的不对称循环应力
C.对称循环变应力
D.脉动循环变应力
二.填空题:
把答案写在题中的空格里
1、零件刚度的计算准则是___________________________________。
2、以转轴为例,列出其刚度计算的三个准则:
______________,____________,_____________。
3、铁路车辆的车轴所受的弯曲应力,其循环特性为_______________________。
4、机械零件的工作安全系数(或实际安全系数)等于______________________之比。
5、有一零件受变载荷,其max=800MPa,min=200MPa,则其平均应力m=_________,应力幅a=___________,循环特性r=_____________。
6、利用材料的热胀冷缩性质,过盈配合联接可采用________________________,
______________________,_________________________的方法来进行装配。
7、刚度大小用_______________________________________表示,柔度大小则用____________________________________表示。
8、设计配合零件时,为了防止由于温度的变化引起配合性质的过大变化,配合件一般采用__________________材料。
9、机械零件的表面损坏形式主要有_________________,_________________,______________及_____________。
10、进行摩擦副热平衡计算的目的是_______________________________________,热平衡计算的条件是______________________________________。
三.分析题:
简要回答以下问题
1、为什么对某些机械零件设计时提出刚度要求?
(写出三条即可。
)
2、提高零件的疲劳强度通常采取哪些措施?
(举出三种即可。
)
3、a、m、max、min、r五个参数各代表什么?
绘图说明当m=250MPa,r=0.25时应力随时间的变化曲线。
4、已知某零件材料的力学性能为1=110MPa,S=200MPa,0=200MPa,零件工作时,其max=120MPa,min=40MPa。
1)画出此材料的按折线简化的极限应力图;
2)按简单加载情况,试判断此零件可能的失效形式。
5、
图示为一塑性材料的简化极限应力图,1)请标出图中点A、B、S的坐标;2)设用该材料制造机械零件,其综合影响系数(K)D=2,则考虑综合影响系数时点A、B在图上何处,请标出。
6、
已知极限应力图中某应力状态C(Cm,Ca),试在该图上标出C点按三种应力变化(
=常数、m=常数及min=常数)时的极限应力点。
7、
某气缸螺栓联接,因气缸工作压力在0~FQ间变化,使螺栓工作载荷在0~F间变化(见题图)。
1.试在题给的螺栓联接力变形图上(题图)标出预紧力F,剩余预紧力F'',螺栓工作载荷0~F;螺栓最大拉力Fmax,最小拉力Fmin,拉力幅Fa;
2.在题给的该零件许用极限应力图上,标出相应于给定的最小工作应力min点的极限应力点C';
3.按照满足应力幅的强度条件标出安全系数[Sa]=2情况下的工作应力点C。
四.结构题:
1、举出三种产生应力集中的结构,并各提出一种改进方案。
2、图示的轮毂结构,在F力作用下,轴上的最大弯矩较大,试画出降低最大应力的轮毂结构。
3、对于承受重载的弹簧,如果用单独一个圆柱螺旋压缩弹簧,其外径尺寸及弹簧直径过大,提出一种常用的简便改进结构设计方案。
4、为了提高受轴向变载荷紧螺栓联接的疲劳强度,普通的螺栓结构如何改进?
画出两种改进结构简图。
5、指出图中a、b两种结构,哪个更合理?
为什么?
五.大型题:
计算下列各题
1、某优质碳素结构钢零件,其s=280MPa,B=560MPa,-1=250MPa,工作应力max=155MPa,min=30MPa,零件的有效应力集中系数K=1.65,尺寸系数=0.81,表面状态系数=0.95,等效系数=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)。
2、某钢制零件,其
,
,
,
。
工作变应力
,
,零件的有效应力集中系数
,绝对尺寸系数
,表面状态系数
。
要求许用安全系数
,
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。
3、已知气缸工作压力在00.5 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
,联接的剩余预紧力
(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。
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
;
3.按应力幅强度条件,由作图法求出安全系数
。
4、
一个由40Cr制成的零件,其力学性能如下:
屈服极限
,对称循环疲劳极限
,脉动循环疲劳极限
,已知最大工作应力
,最小工作应力
,r=常数,综合影响系数
,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。
5、
某零件的材料
,
,
,
,试画出其简化极限应力图;当工作应力
,
,试在该图上标出此点K,并说明是否在安全区。
6、
试比较下面两种应力情况,哪一种对材料(碳钢)的破坏作用大?
(碳钢的疲劳极限
,循环基数
,疲劳曲线指数
。
)
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