题目
某金属轴类零件在使用过程中发生了过量的弹性变形,为减小该零件的弹性变形,拟采取以下措施:(1)增加该零件的轴径。(2)通过热处理提高其屈服强度。(3)用弹性模量更大的金属制作该零件。问哪一种措施可解决该问题,为什么?
某金属轴类零件在使用过程中发生了过量的弹性变形,为减小该零件的弹性变形,拟采取以下措施:
(1)增加该零件的轴径。
(2)通过热处理提高其屈服强度。
(3)用弹性模量更大的金属制作该零件。
问哪一种措施可解决该问题,为什么?
题目解答
答案
答:增加该零件的轴径,或用弹性模量更大的金属制作该零件。产生过量的弹性变形是因为该金属轴的刚度太低,增加该零件的轴径可减小其承受的应力,故可减小其弹性变形;用弹性模量更大的金属制作该零件可增加其抵抗弹性变形的能力,也可减小其弹性变形。
解析
步骤 1:理解弹性变形的原理
弹性变形是材料在受到外力作用时发生形变,当外力去除后,材料能够恢复到原来的形状。弹性变形的大小与材料的弹性模量和所受应力有关。
步骤 2:分析增加轴径的影响
增加轴径可以减小轴所承受的应力,因为应力与轴的截面积成反比。当轴径增加时,截面积增大,应力减小,从而减小了弹性变形。
步骤 3:分析提高屈服强度的影响
屈服强度是材料开始发生塑性变形的应力值。提高屈服强度可以增加材料抵抗塑性变形的能力,但对弹性变形的影响不大,因为弹性变形发生在屈服强度以下。
步骤 4:分析使用弹性模量更大的金属的影响
弹性模量是材料抵抗弹性变形的能力的度量。使用弹性模量更大的金属可以增加材料抵抗弹性变形的能力,从而减小弹性变形。
弹性变形是材料在受到外力作用时发生形变,当外力去除后,材料能够恢复到原来的形状。弹性变形的大小与材料的弹性模量和所受应力有关。
步骤 2:分析增加轴径的影响
增加轴径可以减小轴所承受的应力,因为应力与轴的截面积成反比。当轴径增加时,截面积增大,应力减小,从而减小了弹性变形。
步骤 3:分析提高屈服强度的影响
屈服强度是材料开始发生塑性变形的应力值。提高屈服强度可以增加材料抵抗塑性变形的能力,但对弹性变形的影响不大,因为弹性变形发生在屈服强度以下。
步骤 4:分析使用弹性模量更大的金属的影响
弹性模量是材料抵抗弹性变形的能力的度量。使用弹性模量更大的金属可以增加材料抵抗弹性变形的能力,从而减小弹性变形。