疲劳强度试题.doc

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第三章 机械零件的疲劳强度设计
一,选择题
3-1 45钢的持久疲劳极限σ-1=270MPa,,设疲劳曲线方程的幂指数m=9,应力循环基数N0=5×106次,当实际应力循环次数N=104次时,有限寿命疲劳极限为____________MPa.
(1)539 (2)135 (3)175 (4)417
3-2 有一根阶梯轴,用45钢制造,截面变化处过渡圆角的疲劳缺口系数Kσ=1.58,表面状态系数β=0.28,尺寸系数εσ=0.68,则其疲劳强度综合影响系数KσD=____________.
(1)0.35 (2)0.88 (3)1.14 (4)2.83
3-3 形状,尺寸,结构和工作条件相同的零件,采用下列不同材料制造:a)HT200;b)35钢;c)40CrNi钢.其中设计零件的疲劳缺口系数最大和最小的分别是____________.
(1)a)和b) (2)c)和a) (3)b)和c)
(4)b)和a) (5)a)和c) (6)c)和b)
3-4 零件的截面形状一定,如绝对尺寸(横截面尺寸)增大,疲劳强度将随之____________.
(1)增高 (2)不变 (3)降低
3-5 零件的形状,尺寸,结果相同时,磨削加工的零件与精车加工相比,其疲劳强度____________.
(1)较高 (2)较低 (3)相同
3-6 零件表面经淬火,渗氮,喷丸,滚子碾压等处理后,其疲劳强度____________.
(1)增高 (2)降低 (3)不变 (4)增高或降低视处理方法而定
3-7 影响零件疲劳强度的综合影响系数KσD或KτD与____________等因素有关.
(1)零件的应力集中,加工方法,过载
(2)零件的应力循环特性,应力集中,加载状态
(3)零件的表面状态,绝对尺寸,应力集中
(4)零件的材料,热处理方法,绝对尺寸.
3-8 已知设计零件的疲劳缺口系数Kσ=1.3,尺寸系数εσ=0.9,表面状态系数βσ=0.8.则疲劳强度综合影响系数KσD为____________.
(1)0.87 (2)0.68 (3)1.16 (4)1.8
3-9 已知零件的极限应力σr=200MPa,许用安全系数[S]=2,影响零件疲劳强度的系数为Kσ=1.2,εσ=0.83,βσ=0.90.则许用应力为[σr]___________MPa.
(1)160.6 (2)106.7 (3)62.25 (4)110.7
3-10 绘制设计零件的σm-σa极限应力简图时,所必须的已知数据是___________.
(1)σ-1,σ0,σs, Kσ (2)σ-1,σ0,σs, KσD
(3)σ-1,σs, ψσ, Kσ (4)σ-1,σ0,ψσ, KσD
3-11 在图示设计零件的σm-σa极限应力简图中,如工作应力点M所在的ON线与横轴间夹角θ=45o,则该零件受的是___________.
(1)不变号的不对称循环变应力
(2)变号的不对称循环变应力
(3)脉动循环变应力
(4)对称循环变应力
3-12 在题3-11图所示零件的极限应力简图中,如工作应力点M所在的ON线与横轴之间的夹角θ=90o时,则该零件受的是___________. 题3-11图
(1)脉动循环变应力 (2)对称循环变应力
(3)变号的不对称循环变应力 (4)不变号的不对称循环变应力
3-13 已知一零件的最大工作应力σmax=180MPa,最小工作应力σmin=-80MPa.则在图示的极限应力简图中,该应力点M与原点的连线OM与横轴间的夹角θ为___________.
(1)68o57'44''(2)21o2'15''(3)66o2'15''(4)74o28'33''
题3-13图 题3-14图
3-14 在图示零件的极限应力简图上,M为零件的工作应力点,若加载于零件的过程中保持最小应力σmin为常数.则该零件的极限应力点应为__________.
(1)M1 (2)M2 (3)M3 (4)M4
3-15 上题若在对零件加载的过程中保持应力比r为常数.则该零件的极限应力点应为__________.
(1)M1 (2)M2 (3)M3 (4)M4
3-16 3-14题若在对零件的加载过程中保持平均应力σm=常数.则该零件的极限应力点应为__________.
(1)M1 (2)M2
(3)M3 (4)M
3-17 零件的材料为45钢,σb=600MPa,σs=355MPa,σ-1=270MPa,ψσ=0.2,零件的疲劳强度综合影响系数KσD=1.4.则在图示的零件极限应力简图中θ角为__________
题3-17图
(1)36o55'35'' (2)41o14'22'' (3)48o45'38''
3-18 已知45钢调制后的力学性能为:σb=620MPa,σs=350MPa,σ-1=280MPa,σ0=450MPa.则ψσ为__________.
(1)1.6 (2)2.2 (3)0.24 (4)0.26
3-19 某零件用45Mn2制造,材料的力学性能为:σb=900MPa,σs=750MPa,σ-1=410MPa,ψσ=0.25.影响零件疲劳强度的系数 为:Kσ=1,εσ=0.85,βσ=0.8.则该零件受脉动循环变应力作用时,其极限应力为__________.
(1)223 (2)328 (3)551 (4)656
3-20 在题3-11图所示零件的极限应力简图中,如工作应力点M所在的ON线与横轴间的夹角θ=50o,则该零件受的是__________.
(1)脉动循环变应力 (2)对称循环变应力
(3)变号的不对称循环变应力 (4)不变号的不对称循环变应力
3-21 一零件由40Cr制成,已知材料的σb=980MPa,σs=785MPa,σ-1=440MPa,ψσ=0.3.零件的最大工作应力 σmax=240MPa,最小工作应力σmin=-80MPa,疲劳强度综合影响系数KσD=1.44.则当应力比r=常数时,该零件的疲劳强度工作安全 系数S为__________.
(1)3.27 (2)1.73 (3)1.83 (4)1.27
3-22 一零件由20Cr制成,已知σ-1=350MPa,σs=540MPa,ψσ=0.3,零件的最大工作应力σmax=185MPa,最小工作应力 σmin=-85MPa,疲劳强度综合影响系数KσD=1.41.则当平均应力常数时该零件按应力幅计算的工作安全系数为__________.
(1)4.07 (2)2.89 (3)2.59 (4)1.76
3-23 若材料疲劳曲线方程的幂指数m=9,则以对称循环应力σ1=500MPa作用于零件N1=104次以后,它所造成的疲劳损伤,相当于应力σ2=450MPa作用于零件__________次.
(1)0.39×104 (2)1.46×104 (3)2.58×104 (4)7.45×104
3-24 若材料疲劳曲线方程的幂指数m=9,则以对称循环应力σ1=400MPa作用于零件N1=105次以所造成的疲劳损伤,相当于应力σ2=__________MPa作用于零件N2=104次所造成的疲劳损伤.
(1)517 (2)546 (3)583 (4)615
3-25 45钢经调制后的疲劳极限σ-1=300MPa,应力循环基数N0=5×106次,疲劳曲线方程的幂指数m=9,若用此材料做成的试件进行试验,以对称循 环应力σ1=450MPa作用104次,σ2=400MPa作用2×104次.则工作安全系数为__________.
(1)1.14 (2)1.25 (3)1.47 (4)1.65
3-26 45钢经调制后的疲劳极限σ1=300MPa,应力循环基数N0=5×106次,疲劳曲线方程的幂指数m=9,若用此材料做成的试件进行试验,以对称循环 应力σ1=450MPa作用104次,σ2=400MPa作用2×104次后,再以σ3=350MPa作用于此试件,直到它破坏为止,试件还能承受的应力 循环次数为__________次.
(1)6.25×105 (2)9.34×105 (3)1.09×106 (4)4.52×106
二,分析与思考题
3-27 机械零件疲劳强度的计算方法有哪两种 其计算准则各是什么
3-28 机械零件在变应力条件下工作发生疲劳断裂而失效的过程怎样
3-29 在一定的应力比r下工作的金属试件,其应力循环次数与疲劳极限之间有怎样的内在联系 怎样区分试件的无限工作寿命和有限工作寿命 怎样计算在有限寿命下工作的试件的疲劳极限
3-30 什么是应力循环基数 一般碳钢和高硬度合金钢的循环基数是多少
3-31 按疲劳曲线(σ-N)设计零件时,适用的条件是什么 当循环次数NN0,即按无限寿命计算.
3-69 有一轴工作时频繁的正反转,用45钢制造,调制处理,其对称循环疲劳极限σ-1=300MPa,τ-1=155MPa,许用安全系数[S]=2,轴危险截 面的直径d=40mm,疲劳强度综合影响系数KσD=2.5,KτD=1.5.当传递的转矩T=500N·m时,还允许承受多大弯矩M.
3-70 已知火车轮轴的尺寸及受力情况如图所示.轴的材料为45钢调制,σs=360MPa,σ-1=270MPa,危险截面Ⅰ—Ⅰ,Ⅱ—Ⅱ上的疲劳缺口系数 Kσ=1.75,尺寸系数εσ=0.65,表面状态系数βσ=0.92.试确定轴的安全系数S.计算时可按无限寿命考虑,忽略剪力的作用.
题3-70图
3-71 题3-70中若轴的转速n=20r/min,载荷稳定不变.要求试用寿命5年,每年工作240天,每天累计工作3h.材料疲劳曲线方程的幂指数m=9,应力循环基数N0=107.试按有限寿命计算:(1)轴的寿命系数KN;(2)轴的安全系数S.
3-72 上题中除轴在每1h内的工作情况按图示的载荷谱作周期性的重复变动和每天工作4h外其它条件都不变.试确定:(1)寿命系数KN;(2)安全系数S.
3-73 一滑轮轴在一个周期内的载荷和转速变化情况如图所示.若使用寿命预期为8年,每年工作240天,每天累计工作2h;轴材料的疲劳曲线方程的幂指数m=9,应力循环基数N0=107.试计算轴的寿命系数KN.
题3-72图 题3-73图
3-74 一零件在非稳定对称循环弯曲应力下工作,在σ1=600MPa时应力循环了N1'=1.5×105次,试用疲劳损伤累积假说估算,若该零件再受σ2=450MPa的作用直至破坏,问该零件还能继续工作多少次循环.已知σ-1=400MPa.