第三章机械零件的疲劳强度选择题3-1 45钢的疲劳极限-1=270MPa,设疲劳曲线指数m=9,应力循环基数N0=5106次,当实际应力循环次数N=104次时,有限寿命疲劳极限为MPa。(A)539 (B)135 (C)175 (D)4173-2用某种材料制成的零件,理论应力集中系数=3,有效应力集中系数=2.5。则该材料的敏感系数为________。(A)0.75 (B) 0.83 (C) 1.2 (D)1.333-3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。其中有效应力集中系数最大和最小的分别是____。(A)a)和b) (B)c)和a) (C)b)和c) (D) b)和a) (E) a)和c) (F)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____。(A)增高(B)不变(C)降低3-5零件的形状、尺寸、结构相同时,磨削加工的零件与精车加工相比,其疲劳强度______。(A)较高(B)较低(C)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______。(A)增高(B)降低(C)不变(D)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或与______等因素有关。(A)零件的应力集中、加工方法、过载(B)零件的应力循环特性、应力集中、加载状态(C)零件的表面状态、绝对、应力集中(D)零件的材料、热处理方法、绝对尺寸3-8已知零件的有效应力集中系数K=1.3,尺寸系数=0.9,表面状态系数=0.8。则综合影响系数(K)D为_________。(A)0.87(B)0.68(C)1.16(D)1.83-9已知零件的极限应力r=200MPa,许用安全系数[S]=2,影响零件疲劳强度的系数为K=1.2,=0.83,=0.90。则许用应力[r]为_____MPa。(A)160.6 (B)106.7 (C)62.25 (D)110.73-10绘制零件的简化极限应力线图时,所必须的已知数据是_____。(A)-1,0,e,(K)D(B)0,e,s,(K)D(C)-1,0,s,(D)-1,0,,(K)D3-11已知45钢调质后的力学性能为:b=620MPa,s=350MPa,-1=280MPa,0=450MPa。则为____。(A) 1.6 (B) 2.2 (C) 0.24 (D) 0.263-12某零件用45Mn2制造,材料的力学性能为:b=900MPa,s=750MPa,-1=410MPa,=0.25。影响零件疲劳强度的系数为:K=1,=0.85,=0.8。则该零件的等效系数e为____。(A) 0.17 (B) 0.24 (C) 0.27 (D) 0.373-13一零件由20Cr制成,已知对称循环许用应力[-1]=95Mpaf零件的等效系数e=0.2.则脉动循环许用应力[0]为_____MPa.(A) 79.2 (B) 950 (C) 158.3 (D) 3803-14一零件由40Cr制成,已知材料的b=980MPa,s=785Mpa,-1=440MPa,=0.3。零件的最大工作应力max=240MPa,最小工作应力min= -80MPa,疲劳强度的综合影响系数(K)D=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_____。(A) 3.27 (B) 1.73 (C) 1.83 (D) 1.273-15一零件由20Cr制成,已知-1=350Mpa,s=540MPa,=0.3,零件的最大工作应力max=185MPa,最小工作应力min= -85MPa,疲劳强度的综合影响系数(K)D=1.41。则当平均应力m=常数时,该零件按应力幅计算的工作安全系数S为______。(A) 4.27 (B) 2.89 (C) 2.598 (D) 1.763-16若材料疲劳曲线的指数m=9,则以对称循环应力1=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2=450MPa作用于零件_____次。(A) 0.39104(B) 1.46104(C) 2.58104(D) 7.451043-17若材料疲劳曲线的指数m=9,则以对称循环应力1=400MPa,作用于零件N1=105次所造成的疲劳损伤相当于用应力2=_____MPa作用于零件N2=104次所造成的疲劳损伤。(A) 517 (B) 546 (C) 583 (D) 6153-18 45钢经调质后的疲劳极限-1=300MPa,应力循环基数N0=5106次,疲劳曲线指数m=9,若用此材料做成的试件进行试验,以对称循环应力1=450MPa作用104次,2=400MPa作用2104次。则工作安全系数为_____。(A) 1.14 (B) 1.25 (C) 1.47 (D) 1.653-19 45钢经调质后的疲劳极限-1=300MPa,应力循环基数N0=5106次,疲劳曲线指数m=9,若用此材料做成的试件进行试验,以对称循环应力1=450MPa作用104次,2=400MPa作用2104次。再以3=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。(A) 6.25105(B) 9.34104(C) 1.09104(D) 4.521043-20在应力变化过程中,如果周期、应力幅和平均应力有一个不相等,则称为( ).A稳定变应力B非稳定变应力C脉动循环变应力D非对称循环变应力3-21对于受循环变应力作用的零件,影响其疲劳破坏的主要因素是( )。A最大应力B平均应力C最小应力D应力幅3-22合金钢较碳钢有较高的( )敏感性。A硬度和热处理的B机械性能和对应力集中的C刚度和对塑性变形的D工艺性和对弹性变形的3-23在静应力下,脆性材料的极限应力为( ),塑性材料的极限应力为( )。塑性材料在脉动循环变应力下的极限应力为( ),在对称循环变应力下的极限应力为( )。ABCD3-24零件疲劳强度计算中引入寿命系数KN,它是一个( )的数值,当应力循环次数大于循环基数时,KN将( )。A小于零B大于等于1 C小于等于1 D等于零E等于13-25零件的截面形状一定,当截面尺寸增大时,其疲劳极限值将随之。(A)增高(B)不变(C)降低3-26在载荷和几何形状相同的情况下,钢制零件间的接触应力铸铁零件间的接触应力。(A)大于(B)等于(C)小于3-27两零件的材料和几何尺寸都不相同,以曲面接触受载时,两者的接触应力值。(A)相等(B)不相等(C)是否相等与材料和几何尺寸有关填空题3-28影响零件疲劳强度的因素有( )、( ),( )。3-29零件表面的强化处理方法有、、。3-30机械零件受载时,在处产生应力集中,应力集中的程度通常随材料强度的增大而。判断题3-31当其它条件相同时,零件剖面的绝对尺寸愈大,其疲劳极限也愈高。( )3-32材料疲劳损伤积累假说认为:载荷作用的顺序,应力频率的高低,对疲劳强度都有明显的影响。( )问答题3-33疲劳曲线和极限应力图在表示材料极限应力方面的主要区别是什么?3-34试述简化极限应力图(Haigh图)的画法.3-35试述疲劳损伤积累假说及等效稳定变应力的物理意义。3-36画出金属材料的疲劳曲线,并写出曲线方程,说明寿命系数的意义。3-37在极限应力线图上标出坐标轴代号、在图上空白尺寸线上填上合适的习惯用的代号。3-38在疲劳曲线图上标出坐标轴代号、疲劳极限、循环基数。计算题3-39图示一转轴。作用在轴上的力有轴向力Fa=2000N,径向力Fr=6000N。支点距离L=300mm。轴为等断面轴,直径d=45mm。求轴的危险剖面上的循环变应力、、、及r值。3-40材料的对称循环疲劳极限在无限寿命区250MPa,若此钢材的循环基数N0=5×106,指数m=9,试求循环次数分别为8000、30000及5×105的有限寿命疲劳极限。3-41绘制某中碳钢的简化极限应力图(-图),已知数据:600MPa,350MPa,275MPa,。3-42一铬镊合金制成的零件,在危险剖面上的最大工作应力为280MPa,最小工作应力为80MPa,该剖面处的应力集中系数1.32,绝对尺寸系数,表面状态系数。已知该合金钢的机械性能:900MPa,800MPa,440MPa,。要求:(1)绘制极限应力图(-图)。(2)求极限值、、。(按r=c计算)(3)校核此零件在危险剖面上的安全系数。3-43一转轴受规律性非稳定对称循环变应力如图所示,转轴的总工作时间th=650小时,转速n=28r/min,材料为40Gr钢调质,硬度为200HB,320MPa,2.75,[]=1.5,求寿命系数KN,转化为等效稳定变应力时的疲劳极限,实际安全系数。3-44某材料的对称循环弯曲疲劳极限σ-1=350Mpa屈服极限σS=550Mpa,强度极限σB=750Mpa,循环基数N0=5×106,m=9,试求对称循环次数N分别为5×104、5×105、5×107次时的极限应力。
第三章机械零件的疲劳强度
选择题
3-1 45钢的疲劳极限-1=270MPa,设疲劳曲线指数m=9,应力循环基数N0=5106次,当实际应力循环次数N=104次时,有限寿命疲劳极限为MPa。
(A)539 (B)135 (C)175 (D)417
3-2用某种材料制成的零件,理论应力集中系数=3,有效应力集中系数
=2.5。则该材料的敏感系数
为________。
(A)0.75 (B) 0.83 (C) 1.2 (D)1.33
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。其中有效应力集中系数最大和最小的分别是____。
(A)a)和b) (B)c)和a) (C)b)和c) (D) b)和a) (E) a)和c) (F)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____。
(A)增高(B)不变(C)降低
3-5零件的形状、尺寸、结构相同时,磨削加工的零件与精车加工相比,其疲劳强度______。
(A)较高(B)较低(C)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______。
(A)增高(B)降低(C)不变(D)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或
与______等因素有关。
(A)零件的应力集中、加工方法、过载
(B)零件的应力循环特性、应力集中、加载状态
(C)零件的表面状态、绝对、应力集中
(D)零件的材料、热处理方法、绝对尺寸
3-8已知零件的有效应力集中系数K=1.3,尺寸系数=0.9,表面状态系数=0.8。则综合影响系数(K)D为_________。
(A)0.87(B)0.68(C)1.16(D)1.8
3-9已知零件的极限应力r=200MPa,许用安全系数[S]=2,影响零件疲劳强度的系数为K=1.2,=0.83,=0.90。则许用应力[r]为_____MPa。
(A)160.6 (B)106.7 (C)62.25 (D)110.7
3-10绘制零件的简化极限应力线图时,所必须的已知数据是_____。
(A)-1,0,e,(K)D(B)0,e,s,(K)D(C)-1,0,s,
(D)-1,0,,(K)D
3-11已知45钢调质后的力学性能为:b=620MPa,s=350MPa,-1=280MPa,0=450MPa。则为____。
(A) 1.6 (B) 2.2 (C) 0.24 (D) 0.26
3-12某零件用45Mn2制造,材料的力学性能为:b=900MPa,s=750MPa,-1=410MPa,=0.25。影响零件疲劳强度的系数为:K=1,=0.85,=0.8。则该零件的等效系数e为____。
(A) 0.17 (B) 0.24 (C) 0.27 (D) 0.37
3-13一零件由20Cr制成,已知对称循环许用应力[-1]=95Mpaf零件的等效系数e=0.2.则脉动循环许用应力[0]为_____MPa.
(A) 79.2 (B) 950 (C) 158.3 (D) 380
3-14一零件由40Cr制成,已知材料的b=980MPa,s=785Mpa,-1=440MPa,=0.3。零件的最大工作应力max=240MPa,最小工作应力min= -80MPa,疲劳强度的综合影响系数(K)D=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_____。
(A) 3.27 (B) 1.73 (C) 1.83 (D) 1.27
3-15一零件由20Cr制成,已知-1=350Mpa,s=540MPa,=0.3,零件的最大工作应力max=185MPa,最小工作应力min= -85MPa,疲劳强度的综合影响系数(K)D=1.41。则当平均应力m=常数时,该零件按应力幅计算的工作安全系数S为______。
(A) 4.27 (B) 2.89 (C) 2.598 (D) 1.76
3-16若材料疲劳曲线的指数m=9,则以对称循环应力1=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2=450MPa作用于零件_____次。
(A) 0.39104(B) 1.46104(C) 2.58104(D) 7.45104
3-17若材料疲劳曲线的指数m=9,则以对称循环应力1=400MPa,作用于零件N1=105次所造成的疲劳损伤相当于用应力2=_____MPa作用于零件N2=104次所造成的疲劳损伤。
(A) 517 (B) 546 (C) 583 (D) 615
3-18 45钢经调质后的疲劳极限-1=300MPa,应力循环基数N0=5106次,疲劳曲线指数m=9,若用此材料做成的试件进行试验,以对称循环应力1=450MPa作用104次,2=400MPa作用2104次。则工作安全系数为_____。
(A) 1.14 (B) 1.25 (C) 1.47 (D) 1.65
3-19 45钢经调质后的疲劳极限-1=300MPa,应力循环基数N0=5106次,疲劳曲线指数m=9,若用此材料做成的试件进行试验,以对称循环应力1=450MPa作用104次,2=400MPa作用2104次。再以3=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。
(A) 6.25105(B) 9.34104(C) 1.09104(D) 4.52104
3-20在应力变化过程中,如果周期、应力幅和平均应力有一个不相等,则称为( ).
A稳定变应力B非稳定变应力C脉动循环变应力D非对称循环变应力
3-21对于受循环变应力作用的零件,影响其疲劳破坏的主要因素是( )。
A最大应力B平均应力C最小应力D应力幅
3-22合金钢较碳钢有较高的( )敏感性。
A硬度和热处理的B机械性能和对应力集中的
C刚度和对塑性变形的D工艺性和对弹性变形的
3-23在静应力下,脆性材料的极限应力为( ),塑性材料的极限应力为( )。塑性材料在脉动循环变应力下的极限应力为( ),在对称循环变应力下的极限应力为( )。
AB
C
D
3-24零件疲劳强度计算中引入寿命系数KN,它是一个( )的数值,当应力循环次数大于循环基数时,KN将( )。
A小于零B大于等于1 C小于等于1 D等于零E等于1
3-25零件的截面形状一定,当截面尺寸增大时,其疲劳极限值将随之。
(A)增高(B)不变(C)降低
3-26在载荷和几何形状相同的情况下,钢制零件间的接触应力铸铁零件间的接触应力。
(A)大于(B)等于(C)小于
3-27两零件的材料和几何尺寸都不相同,以曲面接触受载时,两者的接触应力值。
(A)相等(B)不相等(C)是否相等与材料和几何尺寸有关
填空题
3-28影响零件疲劳强度的因素有( )、( ),( )。
3-29零件表面的强化处理方法有、、。
3-30机械零件受载时,在处产生应力集中,应力集中的程度通常随材料强度的增大而。
判断题
3-31当其它条件相同时,零件剖面的绝对尺寸愈大,其疲劳极限也愈高。( )
3-32材料疲劳损伤积累假说认为:载荷作用的顺序,应力频率的高低,对疲劳强度都有明显的影响。( )
问答题
3-33疲劳曲线和极限应力图在表示材料极限应力方面的主要区别是什么?
3-34试述简化极限应力图(Haigh图)的画法.
3-35试述疲劳损伤积累假说及等效稳定变应力的物理意义。
3-36画出金属材料的疲劳曲线,并写出曲线方程,说明寿命系数的意义。
3-37在极限应力线图上标出坐标轴代号、在图上空白尺寸线上填上合适的习惯用的代号。
3-38在疲劳曲线图上标出坐标轴代号、疲劳极限、循环基数。
计算题
3-39图示一转轴。作用在轴上的力有轴向力Fa=2000N,径向力Fr=6000N。支点距离L=300mm。轴为等断面轴,直径d=45mm。求轴的危险剖面上的循环变应力
、
、
、
及r值。
3-40材料的对称循环疲劳极限在无限寿命区250MPa,若此钢材的循环基数N0=5×106,指数m=9,试求循环次数分别为8000、30000及5×105的有限寿命疲劳极限。
3-41绘制某中碳钢的简化极限应力图(-
图),已知数据:
600MPa,
350MPa,
275MPa,
。
3-42一铬镊合金制成的零件,在危险剖面上的最大工作应力为280MPa,最小工作应力为
80MPa,该剖面处的应力集中系数
1.32,绝对尺寸系数
,表面状态系数
。已知该合金钢的机械性能:
900MPa,
800MPa,
440MPa,
。要求:
(1)绘制极限应力图(-
图)。
(2)求极限值
、
、
。(按r=c计算)
(3)校核此零件在危险剖面上的安全系数。
3-43一转轴受规律性非稳定对称循环变应力如图所示,转轴的总工作时间th=650小时,转速n=28r/min,材料为40Gr钢调质,硬度为200HB,320MPa,
2.75,[
]=1.5,求寿命系数KN,转化为等效稳定变应力时的疲劳极限
,实际安全系数
。
3-44某材料的对称循环弯曲疲劳极限σ-1=350Mpa屈服极限σS=550Mpa,强度极限σB=750Mpa,循环基数N0=5×106,m=9,试求对称循环次数N分别为5×104、5×105、5×107次时的极限应力。
题目解答
答案
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