机械零件的疲劳强度.pptx

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1、第第3章章 机械零件的疲劳强度机械零件的疲劳强度初始裂纹初始裂纹疲劳区疲劳区(光滑光滑)粗糙区粗糙区轴轴疲劳强度计算方法：疲劳强度计算方法：安全安全寿命设计法寿命设计法 在规定的工作期间内，不允许零件出现疲劳裂纹，一旦在规定的工作期间内，不允许零件出现疲劳裂纹，一旦出现，即认为零件失效。出现，即认为零件失效。破损破损安全设计法安全设计法 允许零件存在裂纹，但须保证在规定的工作周期内能安允许零件存在裂纹，但须保证在规定的工作周期内能安全可靠的工作。全可靠的工作。3.1疲劳断裂特征疲劳断裂特征疲劳断裂分为两个阶段：疲劳断裂分为两个阶段：第一阶段第一阶段产生初始裂纹，形成产生初始裂纹，形成疲劳源；疲

2、劳源；第二阶段第二阶段裂纹扩展发生断裂。裂纹扩展发生断裂。NrNrNN0疲劳曲线疲劳曲线N 应力循环次数应力循环次数rN 疲劳极限（对应于疲劳极限（对应于N）r 疲劳极限（对应于疲劳极限（对应于N0）有限寿命区有限寿命区无限寿命区无限寿命区常数NmrN0Nmr由此得：由此得：与应力状态有关与应力状态有关的指数的指数3.2疲劳曲线和极限应力图疲劳曲线和极限应力图3.2.1疲劳曲线（疲劳曲线（-N曲线）曲线）式中，式中， r 、N0及及m的值由材料试验确定。的值由材料试验确定。m0rrNNN0mrNrNNm0NkNN称为寿命系数称为寿命系数N0 循环基数（一般规定为循环基数（一般规定为 ）710几

3、点说明：几点说明：r又称为材料的疲劳极限。对称循环：又称为材料的疲劳极限。对称循环：r=-1； 脉动循环脉动循环：r=0 m是双对数坐标上的疲劳曲线的斜率是双对数坐标上的疲劳曲线的斜率rrN0lg-lglgN-lgNm（3.3）例题3.1 已知45钢的-1=300MPa，N0 ，m=9，用双对数坐标绘出该材料的疲劳曲线图。710解：在双对数坐标上取一点B，其坐标为70lg10lgN lg300lg1 -过B作斜率等于-1/9的直线，即为所求的疲劳曲线。 总结：总结：疲劳曲线是有限寿命疲劳极限和应力循环次数之间疲劳曲线是有限寿命疲劳极限和应力循环次数之间的个关系曲线，它反映了材料抵抗疲劳断裂的能

4、力。通常的个关系曲线，它反映了材料抵抗疲劳断裂的能力。通常分为有限寿命区和无限寿命区，以循环基数为界，利用疲分为有限寿命区和无限寿命区，以循环基数为界，利用疲劳曲线可以对只需要工作一定期限的零件进行有限寿命设劳曲线可以对只需要工作一定期限的零件进行有限寿命设计，以期减小零件尺寸和重量。计，以期减小零件尺寸和重量。3.2.2疲劳极限应力图疲劳极限应力图 材料在不同循环特性下的疲劳极限可以用极限应力图表材料在不同循环特性下的疲劳极限可以用极限应力图表示。示。 amramammaxminr极限平极限平均应力均应力 极限应极限应力幅力幅 常用的简化方法：常用的简化方法： 以对称循环疲劳极限点以对称循环

5、疲劳极限点A（0， ）和静应力的强度极）和静应力的强度极限点限点F（ ，0）作与脉动疲劳极限点）作与脉动疲劳极限点B（ ， ）的）的连线，所得折线连线，所得折线ABF即为简化的极限应力图。即为简化的极限应力图。12/0B2/0折线上各点：横坐标为极限平均应力，纵坐标为极限应力幅。折线上各点：横坐标为极限平均应力，纵坐标为极限应力幅。直线直线ES为塑性屈服极限曲线，为塑性屈服极限曲线，sammax 总结：总结：根据材料在各种循环特性下的疲劳实验结果，可以根据材料在各种循环特性下的疲劳实验结果，可以绘制出以平均应力和应力幅为坐标的疲劳极限应力曲线。绘制出以平均应力和应力幅为坐标的疲劳极限应力曲线。

6、利用极限应力图可以判断零件是否发生失效，并进一步分利用极限应力图可以判断零件是否发生失效，并进一步分析引起零件失效的原因。析引起零件失效的原因。3.3 影响机械零件疲劳强度的主要因素影响机械零件疲劳强度的主要因素3.3.1 应力集中的影响应力集中的影响）（1q1k）（1q1k有效应力集中系数 材料对应力集中的敏感系数 理论应力集中系数 在结构上，减缓零件几何尺寸的突变、增大过渡圆角在结构上，减缓零件几何尺寸的突变、增大过渡圆角半径、增加卸载结构等都可降低应力集中，提高零件的疲半径、增加卸载结构等都可降低应力集中，提高零件的疲劳强度。劳强度。 强度极限越强度极限越高的钢敏感系数高的钢敏感系数q值

7、越大，对应值越大，对应力集中越明显。力集中越明显。1kk铸铁：铸铁：) 10.6(k1k 若同一剖面上有若同一剖面上有几个应力集中源，则几个应力集中源，则应选择影响最大者进应选择影响最大者进行计算。行计算。3.3.2 尺寸的影响尺寸的影响尺寸对疲劳强度的影响可用尺寸系数尺寸对疲劳强度的影响可用尺寸系数 表示，表示， ，零件截面的尺寸越大，其疲劳强度越低。零件截面的尺寸越大，其疲劳强度越低。3.3.3 表面状态的影响表面状态的影响零件表面越粗糙，其疲劳强度越低。零件表面越粗糙，其疲劳强度越低。 表面状态对疲劳强度的影响，可用表面状态系数表面状态对疲劳强度的影响，可用表面状态系数 来来表示。表示。

8、 ，4 . 06 . 0钢的强度极限越高，表面状态对疲劳强度的影响越大钢的强度极限越高，表面状态对疲劳强度的影响越大 。铸铁对表面状态很不敏感，铸铁对表面状态很不敏感， 1残余拉应力会降低疲劳强度。残余拉应力会降低疲劳强度。 3.3.4 综合影响系数综合影响系数零件的应力集中，尺寸及表面状态只对零件的应力集中，尺寸及表面状态只对应力幅有影响应力幅有影响，对，对平均应力影响不大平均应力影响不大， k)k(Dk)k(D在计算时，零件的工作应力幅要乘以综合影响系数，或材在计算时，零件的工作应力幅要乘以综合影响系数，或材料的极限应力幅除以综合影响系数。料的极限应力幅除以综合影响系数。3.4许用疲劳极限

9、应力图许用疲劳极限应力图3.4.1稳定变应力和非稳定变应力稳定变应力和非稳定变应力稳定变应力：稳定变应力：在循环过程中，在循环过程中， ， 和周期都不随时间变和周期都不随时间变化的变应力。化的变应力。 ma非稳定变应力：非稳定变应力： ， 和周期其中任意一参数随时间变化和周期其中任意一参数随时间变化的应力。它是由载荷和工作转速变化造成的。的应力。它是由载荷和工作转速变化造成的。ma规律性非稳定变应力：规律性非稳定变应力：作周期性规律变化的应力。作周期性规律变化的应力。随机性非稳定变应力：随机性非稳定变应力：随机变化的应力。随机变化的应力。 3.4.2许用疲劳极限应力图许用疲劳极限应力图)k(k

10、(0AD1N，)k(2k2k(BD0N0N，3.4.3 工作应力的增长规律工作应力的增长规律1、r=C （简单加载）（简单加载）2、 =C （复杂加载）（复杂加载）m3、 （复杂加载）（复杂加载）Cmin3.5 稳定变应力时安全系数的计算稳定变应力时安全系数的计算3.5.1 单向应力状态时的安全系数单向应力状态时的安全系数常数r1r1minmaxminmaxmar1r1tgma1、图解法、图解法最大应力安全系数最大应力安全系数 ：OCCOHCOHCGOGSamammaxmax平均应力安全系数平均应力安全系数 ：OHOGSmmm应力幅安全系数应力幅安全系数 ：HCCGSaaaamSSS11111

11、1OCCOMCCLOMOLMCOMCLOLS2、解析法、解析法maD1N0ND0ND1N)k(k2k)k(2k)k(kmDD1Na)k(1)(kk0012 等效系数或敏等效系数或敏感系数感系数 mDD1Na)k(1)(kk0012aammamD1Na)(kkamaD1NaaaS)(kkSamaD1NaaaS)(kkSmaDae)k(maDae)k( SSmaSSSmaS塑性变形只需按静强度计算塑性变形只需按静强度计算 总结：总结：在在r=常数的情况下，当工作应力点位于常数的情况下，当工作应力点位于OAEO区区域内时，对应的许用极限应力点落在域内时，对应的许用极限应力点落在AE直线上，可能发直线

12、上，可能发生的失效形式为疲劳破坏，故应按疲劳强度计算。当工作生的失效形式为疲劳破坏，故应按疲劳强度计算。当工作应力点位于应力点位于OESO区域内时，对应的许用极限应力点落在区域内时，对应的许用极限应力点落在ES直线上，可能发生的失效形式为塑性变形，应按静强直线上，可能发生的失效形式为塑性变形，应按静强度计算。计算时，常不易判断工作点所在区域，为安全起度计算。计算时，常不易判断工作点所在区域，为安全起见，两种方法都要计算。见，两种方法都要计算。脆性材料不验算屈服强度安全系数。脆性材料不验算屈服强度安全系数。 例题例题3.2 一杆件如图一杆件如图3.20所示，受脉动循环拉所示，受脉动循环拉力力 ，

13、r=常数，材料为常数，材料为40Mn钢，调质处理，钢，调质处理，200HB230HB，B735MPa，S471MPa，圆角精铣加，圆角精铣加工工(相当于精车相当于精车)，要求应力循环次数不低于，要求应力循环次数不低于5 ，求圆角，求圆角处危险截面的安全系数处危险截面的安全系数S。510N1030NF5解：解： 1、求、求 和和 ma2mm21002584A0FminN103F5max0AFminminMPa1432100103AF5maxmax0rmaxminMPa5 .7121432maxam2、求、求 和和1 -0MPa30173541. 041. 0B1 -MPa5123017 . 17

14、 . 1103、求、求kN39. 110510NNk957m0N4、求圆角处、求圆角处D)k(56. 285. 068. 048. 1k)k(D48. 1) 175. 1 (64. 01) 1(q1k q=0.64 75. 168. 00.855、用图解法求安全系数、用图解法求安全系数MPa4 .16356. 230139. 1)k(kD1NMPa13956. 2251239. 1)k(2kD0NMPa8 .355251239. 12k0NA（0，163.4) B（355.8，139） S（471，0） 14. 2100214OCCOSSa6、用解析法求安全系数、用解析法求安全系数计算疲劳强度

15、安全系数计算疲劳强度安全系数 14. 271.50.17671.52.5630139. 1)(kkSSmaD1Na176. 051251230122001计算屈服强度安全系数计算屈服强度安全系数 29. 35 .715 .71471SmaS例例2 已知某钢材的机械性能为已知某钢材的机械性能为 。（1）试按比例绘制该材料的简化疲劳极限应力图；）试按比例绘制该材料的简化疲劳极限应力图；（2）由该材料制成的零件，承受非对称循环应力，其应力）由该材料制成的零件，承受非对称循环应力，其应力循环特性循环特性r=0.3，工作应力，工作应力 ，零件的有效应，零件的有效应力集中系数力集中系数 ，零件的尺寸系数，

16、零件的尺寸系数 ，表面状，表面状态系数态系数 ，按简单加载情况在该图中标出工作应力点，按简单加载情况在该图中标出工作应力点及对应的极限应力点；及对应的极限应力点；（3）判断该零件的强度是否满足要求？）判断该零件的强度是否满足要求？500MPa1-1000MPaS800MPa0800MPamax49. 1k83. 01解：解：（1）绘制材料的简化疲劳极限应力图。）绘制材料的简化疲劳极限应力图。 S（1000，0）EA（0，500）B（400，400）135OamA（0， ）B（ ， ） S（ ，0）1 -2/02/0SA（0，500）B（400，400）S（1000，0） （2）绘制零件的许用极

17、限应力图）绘制零件的许用极限应力图1kN)k(k(0AAD1N，k)k(D)k(2k2k(BBD0N0N，S点不必进行修正点不必进行修正 A（0，278.5） B（400，222.8）S （1000，0） S（1000，0）EA（0，500）B（400，400）135OamA（0，278.5） B（400，222.8）S （1000，0） A（0，278.5）B（400，222.8）E（3）确定工作应力点）确定工作应力点M的坐标。的坐标。240MPa8003 . 0rmaxmin280MPa22408002minmaxa520MPa22408002minmaxm工作应力点的坐标为工作应力点的坐

18、标为M（520，280） S（1000，0）EA（0，500）B（400，400）135OamA（0，278.5） B（400，222.8）S （1000，0） A（0，278.5）B（400，222.8）EM（520，280）M（520，280）MM点落在疲劳安全区点落在疲劳安全区OAE以外，该零件发生疲劳破坏。以外，该零件发生疲劳破坏。 例例3 某轴只受稳定交变应力作用，工作应力某轴只受稳定交变应力作用，工作应力 材料的机械性能材料的机械性能 ， ，轴上危险截面的，轴上危险截面的 ， ， 。（1）绘制材料的简化极限应力图；）绘制材料的简化极限应力图；（2）用作图法求极限应力及安全系数（按）

19、用作图法求极限应力及安全系数（按r=c加载和无限寿加载和无限寿命考虑）；命考虑）；（3）取）取S=1.3，试用计算法验证作图法求出的，试用计算法验证作图法求出的 ， 及及S值，并校验此轴是否安全。值，并校验此轴是否安全。240MPamax40MPamin450MPa1 -800MPas700MPa03 . 1k78. 01am解：解：（1）绘制材料的极限应力图）绘制材料的极限应力图 S（800，0）EA（0，450）B（350，350）135OamA（0，450）B（350，350）S（800，0） S（800，0）EA（0，450）B（350，350）135OamA（0，450）B（350，

20、350）S（800，0） （2）绘制零件的极限应力图）绘制零件的极限应力图 A（0，270）B（350，210）S（800，0）A（0，270）B（350，210）（3）在图上标出工作应力点）在图上标出工作应力点M 100MPa2402402minmaxm140MPa2402402minmaxa工作应力点的坐标为工作应力点的坐标为M（100，140） （4）由作图法求极限应力及安全系数）由作图法求极限应力及安全系数（2）绘制零件的极限应力图）绘制零件的极限应力图 A（0，270）B（350，210）S（800，0）S（800，0）EA（0，450）B（350，350）135OamA（0，450

21、）B（350，350）S（800，0） A（0，270）B（350，210）M（100，140）M（100，140）MM（170，241）71. 1170291OMMOSSa（5）用计算法验证）用计算法验证r1r1tgma167. 024040rmaxmin4 . 1167. 010.1671mamDD1Na)k(1)(kk2857. 070070045022001667. 178. 03 . 1k)k(Daamm5MPa.2401401002857. 0667. 1450)(kkamD1Na8MPa.1714 . 15 .2404 . 1am 3 . 1S718. 11002857. 014

22、0667. 1450)(kkSmaD1Na此轴疲劳强度达到安全要求此轴疲劳强度达到安全要求 3.6规律性非稳定变应力时机械零件的疲劳强度规律性非稳定变应力时机械零件的疲劳强度3.6.1 疲劳损伤积累假说疲劳损伤积累假说设零件受规律性非稳定变应设零件受规律性非稳定变应力力 、 、 ；12n各应力作用的循环次数分别各应力作用的循环次数分别为为 、 、 ; 1N2NnN各应力单独作用下材料发生各应力单独作用下材料发生疲劳破坏的应力循环次数分疲劳破坏的应力循环次数分别为别为 、 、 ； 1N2NnN变应力各循环一次，寿命损伤率分别为变应力各循环一次，寿命损伤率分别为 、 、 1N12N1nN1各变应力

23、循环各变应力循环 、 、 次后的损伤率分别为次后的损伤率分别为 、 、 。 1N2NnN11NN22NNnnNN疲劳损伤积累假说的表达式疲劳损伤积累假说的表达式 1NNNNNNnn22111NNn1iii或或3.6.2 等效稳定变应力和寿命系数等效稳定变应力和寿命系数等效应力等效应力 循环循环 次的损伤效应等同于非稳定变应力下次的损伤效应等同于非稳定变应力下各应力各应力 分别循环分别循环 次的总效应。次的总效应。vvNiiNin1imivmvNNimn1ivivNN0mrvmrvNNmv0NNNkrNrmv0rvkNNmn1iimvi0mv0NNNNNk3.6.3 规律性非稳定变应力时安全系数

24、的计算步骤规律性非稳定变应力时安全系数的计算步骤取等效应力取等效应力 等于非稳定变应力中作用时间最长的和等于非稳定变应力中作用时间最长的和(或或)起起主要作用的应力主要作用的应力 ，并取，并取 的应力幅的应力幅 和平均应力和平均应力 相应地等于相应地等于 的应力幅的应力幅 和平均应力和平均应力 。vivavmviaimi求等效循环次数求等效循环次数 。 vN求等效循环次数时的寿命系数求等效循环次数时的寿命系数 和疲劳极限和疲劳极限 。 Nkrv按等效应力计算疲劳强度安全系数。按等效应力计算疲劳强度安全系数。 按最大非稳定变应力计算塑性材料屈服强度安全系数。按最大非稳定变应力计算塑性材料屈服强度

25、安全系数。 例题例题3.3 图图3.23a为一机械工作时的载荷变化图为一机械工作时的载荷变化图(称为载荷谱称为载荷谱)，在一零件上相应引起规律性非稳定对称循环弯曲应力在一零件上相应引起规律性非稳定对称循环弯曲应力(图图3.23b)，设计时近似用三级稳定对称循环弯曲应力来模，设计时近似用三级稳定对称循环弯曲应力来模拟，拟， 、 、 ，在每一工作，在每一工作周期内各应力均作用一次，已工作了周期内各应力均作用一次，已工作了 周期，零件材料在周期，零件材料在循环循环 时，时， 。求。求1)零件的总寿命损伤率；零件的总寿命损伤率；2)估估计零件剩余寿命还能工作多少周期。计零件剩余寿命还能工作多少周期。6

26、00MPa1550MPa2450MPa3510710400MPa1- 解：解：1、求总寿命损伤率、求总寿命损伤率F0m1-imiNNmi10iNN59711060. 260040010N59721069. 555040010N59731064.3445040010N532110NNN总寿命损伤率总寿命损伤率 59. 01064.34101069. 510102.6010NNNNNNF5555553322112、求剩余工作周期、求剩余工作周期RN寿命剩余率寿命剩余率 R=1-F=1-0.59=0.413R2R1RNNNNNNR700001069. 51060. 21064.341060. 210

27、64.341069. 51064.341069. 51060. 241. 0NNNNNNNNNRN555555555213132321R例题例题3.4 转轴截面上的非稳定对称循环弯曲应力如图转轴截面上的非稳定对称循环弯曲应力如图3.24所示。转轴工作时间所示。转轴工作时间 为为200h，转速，转速n为为100r/min。材料为。材料为45钢，调质处理钢，调质处理200HB， ， ，求寿，求寿命系数命系数 、疲劳极限、疲劳极限 和安全系数和安全系数 。ht270MPa15 . 2kDNk1v-aS解：解：1、求寿命系数、求寿命系数取取m9 选定等效应力选定等效应力 80MPa2v 求各变应力循环

28、次数求各变应力循环次数18000020020310060ttt60n60ntNh1h11600000200201010060ttt60n60ntNh2h2242000020020710060ttt60n60ntNh3h33求等效循环次数求等效循环次数77999im31iviv1010194. 06 . 160000013411054200008020600000808018000080100NN求寿命系数求寿命系数 2 . 110194. 010NNk977mv0N2、求疲劳极限、求疲劳极限324MPa2702 . 1k1N1v-3、求安全系数、求安全系数80MPaav0mv62. 1805

29、. 22702 . 1)(kkSmvavD1Na本章难点：本章难点： 稳定循环简单变应力时极限应力和安全系数的确定。稳定循环简单变应力时极限应力和安全系数的确定。1、当应力循环次数、当应力循环次数N=N0的对称循环变应力时的极限应力的对称循环变应力时的极限应力和安全系数和安全系数 极限应力为极限应力为 1最大工作应力最大工作应力 amax安全系数安全系数 a1S考虑应力集中等因素的影响安全系数考虑应力集中等因素的影响安全系数 aD1)k(S2、当应力循环次数、当应力循环次数N=N0时的非对称循环应力的极限应力和时的非对称循环应力的极限应力和安全系数安全系数amramminammax)(21mi

30、nmaxa)(21minmaxmmamaamammaxmin/1/1rtg1tg1rr1r1tg或或2/2/0m01a1aammmaa1amam1mmama1amr)(ma1mamama1maxr)()(SmaD1)k(SmaSmaxSS3、当应力循环次数、当应力循环次数NN0时零件在变应力下的极限应力和安时零件在变应力下的极限应力和安全系数全系数常数0mrmrNNNrNm0rrNkNNmama1r)(m0NNNkmaD1N)k(kS1 -N1N-kaD1N)k(kS1、某齿轮传动装置如图所示，轮、某齿轮传动装置如图所示，轮1为主动轮，则轮为主动轮，则轮2的齿面的齿面接触应力按接触应力按 变化

31、。变化。A 对称循环对称循环B 脉动循环脉动循环 C 循环特性循环特性r=-0.5的循环的循环 D 循环特性循环特性r=+1的循环的循环O1O2O312、上图所示的齿轮传动装置，轮、上图所示的齿轮传动装置，轮1为主动轮，当轮为主动轮，当轮1作双向回作双向回转时，则轮转时，则轮1齿面接触应力按齿面接触应力按 变化。变化。A 对称循环对称循环B 脉动循环脉动循环 C 循环特性循环特性r=-0.5的循环的循环 D 循环特性循环特性r=+1的循环的循环3、两等宽的圆柱体接触，其直径、两等宽的圆柱体接触，其直径d1=2d2，弹性模量，弹性模量E1=2E2，则其接触应力值为则其接触应力值为 。A、H1 =

32、H2 B、H1 =2H2 C、H1 =4H2 D、H1 =H24、某四结构及性能相同的零件甲、乙、丙、丁，若承受最、某四结构及性能相同的零件甲、乙、丙、丁，若承受最大应力大应力max的值相等，而应力循环特性的值相等，而应力循环特性r分别为分别为+1、0、-0.5、-1，则其中最易发生失效的零件是，则其中最易发生失效的零件是 。A、甲、甲 B、乙、乙 C、丙、丙 D、丁、丁5、某钢制零件材料的对称循环弯曲疲劳极限、某钢制零件材料的对称循环弯曲疲劳极限-1=300MPa，若，若疲劳曲线指数疲劳曲线指数m=9，应力循环基数，应力循环基数N0=10 ，当该零件工作的实，当该零件工作的实际应力循环次数际

33、应力循环次数N=10 时，则按有限寿命计算，对应于时，则按有限寿命计算，对应于N的疲的疲劳极限劳极限-1N为为 MPa。75A、300B、428C、500.4D、430.56、在极限应力图中，工作应力点、在极限应力图中，工作应力点N的位置如图所示。加载情的位置如图所示。加载情况属于况属于min=常数情况，试用作图法判定其材料的极限应力取常数情况，试用作图法判定其材料的极限应力取为为 。NA(0，-1）ES(s,0)ma0A、BB、0C、-1D、s7、在图示极限应力图中，、在图示极限应力图中，M点位工作应力点，应力循环特性点位工作应力点，应力循环特性r=常数，常数，NO线与横坐标轴间夹角线与横坐

34、标轴间夹角=40，则该零件所受的应，则该零件所受的应力类行为力类行为 。MA(0，-1）ES(s,0)ma0NA、不变号的不对称循环变应力、不变号的不对称循环变应力B、变号的不对称循环变应力、变号的不对称循环变应力C、对称循环变应力、对称循环变应力D、脉动循环变应力、脉动循环变应力8、某结构尺寸相同的零件，当采用、某结构尺寸相同的零件，当采用 材料制造时，其有效材料制造时，其有效应力集中系数最大。应力集中系数最大。A、HT200 B、35号钢号钢 C、40CrNi D、45号钢号钢9、某截面形状一定的零件，当其尺寸增大时，其疲劳极限值、某截面形状一定的零件，当其尺寸增大时，其疲劳极限值将随之将

35、随之 。A、增高、增高 B、降低、降低C、不变、不变D、规律不定、规律不定10、对于承受简单的拉、压、弯及扭矩等体积应力的零件，、对于承受简单的拉、压、弯及扭矩等体积应力的零件，其相应应力与外载荷成其相应应力与外载荷成 关系；而对理论上为线接触的两关系；而对理论上为线接触的两接触表面处的接触应力与法向外载荷成接触表面处的接触应力与法向外载荷成 关系；对于理论关系；对于理论上为点接触的接触应力与法向外载荷成上为点接触的接触应力与法向外载荷成 关系。关系。A、线性、线性 B、F C、 F D、 F 1/31/22ACB1、机械零件设计计算的最基本计算准则是、机械零件设计计算的最基本计算准则是 。强

36、度强度2、机械零件的主要失效形式有、机械零件的主要失效形式有 、 、 、 。整体断裂、表面破坏、变形量过大、破坏正常工作条件引起整体断裂、表面破坏、变形量过大、破坏正常工作条件引起的失效。的失效。3、机械零件的表面损坏形式主要有、机械零件的表面损坏形式主要有 、 、 、 。磨损、压溃、接触疲劳、腐蚀。磨损、压溃、接触疲劳、腐蚀。4、产品样机试验完成后，为使设计达到最佳化，需对设计方、产品样机试验完成后，为使设计达到最佳化，需对设计方案进行案进行 评价和评价和 评价工作。评价工作。技术评价、经济评价技术评价、经济评价5、作用于机械零件上的名义载荷是指、作用于机械零件上的名义载荷是指 ，而设计，而

37、设计零件时，应按零件时，应按 进行计算，它和名义载荷间的关系进行计算，它和名义载荷间的关系式为式为 。根据额定功率用力学公式计算出的作用于零件上的载荷；根据额定功率用力学公式计算出的作用于零件上的载荷；计算载荷；计算载荷；计算载荷等于名义载荷剩以载荷系数计算载荷等于名义载荷剩以载荷系数K。6、提高机械零件强度的主要措施有、提高机械零件强度的主要措施有 （列举三（列举三项）。项）。合理布置零件；减小所受载荷；降低载荷集中；均匀载荷合理布置零件；减小所受载荷；降低载荷集中；均匀载荷分布；采用等强度结构；选用合理截面、减小应力集中。分布；采用等强度结构；选用合理截面、减小应力集中。7、判断机械零件强

38、度的两种方法是、判断机械零件强度的两种方法是 及及 ；其；其相应的强度条件式分别为相应的强度条件式分别为 及及 。判断危险截面处的最大应力是否小于或等于许用应力；判断危险截面处的最大应力是否小于或等于许用应力；判断危险截面处的实际安全系数是否大于或等于许用安全系判断危险截面处的实际安全系数是否大于或等于许用安全系数；数； SS8、在静载荷作用下的机械零件，不仅可以产生、在静载荷作用下的机械零件，不仅可以产生 应力，应力，也可能产生也可能产生 应力。应力。静应力；变应力静应力；变应力9、在变应力工况下，机械零件的强度失效是、在变应力工况下，机械零件的强度失效是 ；这种损；这种损坏的断面包括坏的断

39、面包括 和和 两部分。两部分。疲劳断裂；光滑区；粗糙区。疲劳断裂；光滑区；粗糙区。10、在静应力工况下，机械零件的强度失效是、在静应力工况下，机械零件的强度失效是 或或 。塑性变形；断裂塑性变形；断裂11、机械零件的表面强度主要指、机械零件的表面强度主要指 、 及及 。表面接触强度；表面挤压强度；表面磨损强度。表面接触强度；表面挤压强度；表面磨损强度。12、钢制零件的疲劳曲线中，当、钢制零件的疲劳曲线中，当NN0时为时为 区；而当区；而当NN0时为时为 区。区。有限寿命区；无限寿命区。有限寿命区；无限寿命区。13、钢制零件的疲劳曲线上，当疲劳极限几乎与应力循环次、钢制零件的疲劳曲线上，当疲劳极

40、限几乎与应力循环次数数N无关时，称为无关时，称为 循环疲劳；而当循环疲劳；而当NN0时，疲劳极限时，疲劳极限随循环次数随循环次数N的增加而降低的称为的增加而降低的称为 疲劳。疲劳。低周循环疲劳；高周循环疲劳低周循环疲劳；高周循环疲劳14、零件按无限寿命设计时，疲劳极限取疲劳曲线上的、零件按无限寿命设计时，疲劳极限取疲劳曲线上的 应应力水平；按有限寿命设计时，预期达到力水平；按有限寿命设计时，预期达到N次循环时的疲劳极限次循环时的疲劳极限表达式为表达式为 。水平线对应的；水平线对应的；rNrNk15、在校核轴危险截面处的安全系数时，在该截面处同时有、在校核轴危险截面处的安全系数时，在该截面处同时

41、有圆角、键槽及配合边缘等应力集中源，此时应采用圆角、键槽及配合边缘等应力集中源，此时应采用 应应力集中系数进行计算。力集中系数进行计算。其中最大的有效应力集中系数。其中最大的有效应力集中系数。16、零件所受的稳定变应力是指、零件所受的稳定变应力是指 ，非稳定变应力是，非稳定变应力是指指 。每次应力循环中，平均应力、应力幅及周期均不随时间变化每次应力循环中，平均应力、应力幅及周期均不随时间变化的变应力。的变应力。其中之一随时间变化的变应力。其中之一随时间变化的变应力。17、在设计零件时，为了减小截面上的应力集中，可采用的、在设计零件时，为了减小截面上的应力集中，可采用的主要措施有主要措施有 、

42、、 。增大过渡曲线的曲率半径；交接部分截面尺寸避免相差过大；增大过渡曲线的曲率半径；交接部分截面尺寸避免相差过大；增设卸载结构。增设卸载结构。18、提高表面接触强度的主要措施有、提高表面接触强度的主要措施有 。（列。（列举三项）举三项）增大接触表面的综合曲率半径；改变接触方式；提高表面硬增大接触表面的综合曲率半径；改变接触方式；提高表面硬度；提高加工质量；适当增加润滑油的粘度。度；提高加工质量；适当增加润滑油的粘度。19、影响机械零件疲劳强度的主要因素有、影响机械零件疲劳强度的主要因素有 。（列。（列举三项）举三项）应力集中；尺寸大小；表面状态；环境介质；加载顺序和频应力集中；尺寸大小；表面状态；环境介质；加载顺序和频率。率。20、钢的强度极限越高，对、钢的强度极限越高，对 越敏感；表面越粗糙，表越敏感；表面越粗糙，表面状态系数面状态系数 。应力集中；越低。应力集中；越低。21、非稳定变应力零件的疲劳强度计算中的等效应力通常取、非稳定变应力零件的疲劳强度计算中的等效应力通常取等于等于 的应力。的应力。非稳定变应力中作用时间最长的或起主要作用的应力。非稳定变应力中作用时间最长的或起主要作用的应力。