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=?。