第三章 机械零件的强度
三、分析与思考题
3
A
题3—23图
3—24 零件的等寿命疲劳曲线与材料试件的等寿命疲劳曲线有何区别？在相同的应力变化规律下，零件和材料试件的失效形式是否总是相同的？为什么（用疲劳极限应力图说明）？
3—25 试说明承受循环变应力的机械零件，在什么情况下可按静强度条件计算？什么情况下可按疲劳强度条件计算？
答：N<103
时，或在疲劳极限应力图处OGC 区域时，可按照静强度计算，否则，应按照疲劳强度计算。

静应力 r= +1
A
A 对称 循环应力 r= -1 非对称 循环应力 -1<r<1
σm
3—26 在双向稳定变应力下工作的零件，怎样进行疲劳强度的计算？
答：先按单向应力分别计算出:S σ,S τ 再由：][2
2
S S S S S Sca ≥+=
σ
στσ 检验。

四、设计计算题
3—27 某材料的对称循环弯曲疲劳极限应力σ-1=350Mpa ，疲劳极限σS =550Mpa ，强度极限
σB =750Mpa ，循环基数N 0=5×106，m=9，试求对称循环次数N 分别为5×104、5×105、5×107
3—28 某零件如图所示，材料的强度极限B ，表面精车，不进行强化处理。

试确定Ⅰ-Ⅰ截面处的弯曲疲劳极限的综合影响系数K σ和剪切疲劳极限的综合影响系数K τ
40
3—29 某轴只受稳定交变应力的作用，工作应力σmax=240MPa，σmin=-40MPa。

材料的机械性能
σ-1=450MPa，σs=800MPa，σ0=700Mpa，轴上危险截面处的kσ=1.3，εσ=0.78，βσ=1，βq=1。

⑴绘制材料的简化极限应力图；
⑵用作图法求极限应力σr及安全系数（按r=C加载和无限寿命考虑）；
⑶取[S]=1.3，试用计算法验证作图法求S值，并校验此轴是否安全。

3—30 一零件由45钢制成，材料的力学性能为：σS=360MPa，σ-1=300MPa，ψσ=0.2。

已知零件上两点的最大工作应力和最小工作应力分别为：M1点：σmax=190 Mpa、σmin=110 Mpa；M2点：σmax=170Mpa、σmin=30 Mpa，应力变化规律为r=常数，弯曲疲劳极限的综合影响系数，试分别用图解法和计算法确定该零件的计算安全系数。

3—31 转轴的局部结构如题3-28图所示。

已知轴的Ⅰ-Ⅰ截面承受的弯矩M=300N.m，扭矩T=800N.m，弯曲应力为对称循环，扭转切应力为脉动循环。

轴的材料为40Cr钢调质，
σ-1=355MPa，τ-1=200MPa，ψσ=0.2，ψτ=0.1，设Kσ=2.2，Kτ=1.8，试计算考虑弯曲和扭
ca
3—32 实心转轴的危险截面上受有载荷为：弯矩M=100N.m；转矩为周期变化，T=0—50N.m。

轴的材料为碳钢，已知力学性能为：σs=300MPa，σ-1=170MPa，τs=180MPa，τ-1=100MPa。

若截面直径d=25mm，有效应力集中系数kσ=1.79，kτ=1.47，尺寸系数εσ=0.84，ετ=0.78，表面质量系数βσ=βτ=0.9，强化系数βq=1，材料常数ψσ=0.34，ψτ=0.21。

试确定安全系。