机械设计强度篇章典型试题

强度这一章最难了,出几个题让大家练练。

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（ S 335MPa),经校核其扭转刚度不够，可改选高强度合金结构钢40Cr( S 785MPa)，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。 （ ）

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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.15.32 B.8.3 C.5.79 D.12.3.

____________

。 C. 1， 0， ， S D. 1， 0， S，(K )D 5、下列公式中_______________是正确的。 A. N C B. N

m

m

C C. kN N/N0 D.

1 2 0

。

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NO线与横轴间夹

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A.不变号的不对称循环应力

。

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。)

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3、 a、 m、 max、 min、r五个参数各代表什么?

绘图说明当 m＝250 MPa，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。

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5、

6、

(r 7(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。

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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

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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、

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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 B 560MPa， S 280MPa， 1 250MPa， 0 385MPa。

.，绝工作变应力 max 155MPa， min 30MPa，零件的有效应力集中系数K 165对尺寸系数 08.，表面状态系数 0.95。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。

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3、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

c1

.F联接的剩余预紧力F 15 08.，

c1 c2

（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。

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一个由40Cr制成的零件，其力学性能如下：屈服极限 S 550MPa，对称循环疲劳极限 1 320MPa，脉动循环疲劳极限 0 540MPa，已知最大工作应力

max 185MPa，最小工作应力 min 75MPa，r=常数，综合影响系数(K )D 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。

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某零件的材料 B 1000MPa， S 800MPa， 1 400MPa， 0.25，试画出其简化极限应力图；当工作应力 max 300MPa， min 100MPa，试在该图上标出此点

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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