题目
四、(10分)一零件,已知其材料的-1=170MPa,=280MPa,s=320MPa,若零件受稳定循环变应力作用,在危险剖面上作用的应力max=190MPa,min=30MPa,危险剖面的=1.3,试画出材料及零件的极限应力线图并在图中画出工作应力点的位置;按r为常数考虑,此计算应按疲劳强度计算还是静强度计算?
四、(10分)一零件,已知其材料的-1=170MPa,=280MPa,s=320MPa,若零件受稳定循环变应力作用,在危险剖面上作用的应力max=190MPa,min=30MPa,危险剖面的=1.3,试画出材料及零件的极限应力线图并在图中画出工作应力点的位置;按r为常数考虑,此计算应按疲劳强度计算还是静强度计算?
题目解答
答案
答:①材料及零件的极限应力线图如下
②按r为常数考虑,应按疲劳强度计算。
解析
步骤 1:计算零件的应力幅和平均应力
零件受稳定循环变应力作用,应力最大值为 max=190MPa,应力最小值为 min=30MPa。应力幅 Δσ 和平均应力 σm 可以通过以下公式计算:
Δσ = (max - min) / 2
σm = (max + min) / 2
步骤 2:计算零件的极限应力
零件的极限应力包括疲劳极限 σ-1、屈服极限 σs 和强度极限 σb。题目中给出的材料的疲劳极限 σ-1=170MPa,屈服极限 σs=320MPa,强度极限 σb=280MPa。零件的极限应力需要考虑安全系数,题目中给出的危险剖面的安全系数为 1.3。因此,零件的极限应力为:
σ-1' = σ-1 / 1.3
σs' = σs / 1.3
σb' = σb / 1.3
步骤 3:绘制极限应力线图
在极限应力线图中,横坐标表示平均应力 σm,纵坐标表示应力幅 Δσ。根据计算得到的零件的极限应力,可以绘制出零件的极限应力线图。同时,根据计算得到的零件的工作应力,可以绘制出工作应力点的位置。
步骤 4:判断计算类型
根据极限应力线图和工作应力点的位置,可以判断计算类型。如果工作应力点位于极限应力线图的疲劳区,则应按疲劳强度计算;如果工作应力点位于极限应力线图的静强度区,则应按静强度计算。
零件受稳定循环变应力作用,应力最大值为 max=190MPa,应力最小值为 min=30MPa。应力幅 Δσ 和平均应力 σm 可以通过以下公式计算:
Δσ = (max - min) / 2
σm = (max + min) / 2
步骤 2:计算零件的极限应力
零件的极限应力包括疲劳极限 σ-1、屈服极限 σs 和强度极限 σb。题目中给出的材料的疲劳极限 σ-1=170MPa,屈服极限 σs=320MPa,强度极限 σb=280MPa。零件的极限应力需要考虑安全系数,题目中给出的危险剖面的安全系数为 1.3。因此,零件的极限应力为:
σ-1' = σ-1 / 1.3
σs' = σs / 1.3
σb' = σb / 1.3
步骤 3:绘制极限应力线图
在极限应力线图中,横坐标表示平均应力 σm,纵坐标表示应力幅 Δσ。根据计算得到的零件的极限应力,可以绘制出零件的极限应力线图。同时,根据计算得到的零件的工作应力,可以绘制出工作应力点的位置。
步骤 4:判断计算类型
根据极限应力线图和工作应力点的位置,可以判断计算类型。如果工作应力点位于极限应力线图的疲劳区,则应按疲劳强度计算;如果工作应力点位于极限应力线图的静强度区,则应按静强度计算。