2.3　名校考研真題詳解

一、填空題

1．在零件強度設計中，當載荷作用次數次時，可按________條件進行設計計算，而當載荷作用次數>次時，則應當按________條件進行設計計算。[國防科技大學2002研]

【答案】靜強度；疲勞強度

【解析】當載荷的作用次數次，零件發生破壞的主要原因為靜強度不夠。因此，設計時需要按靜強度條件進行設計計算；當載荷的作用次數次，零件發生破壞的原因是疲勞強度不夠。因此，設計時需要按疲勞強度條件進行設計計算。

2．變應力可由_______產生，變應力特性可用________等五個參數中的任意兩個來描述。[北京航空航天大學2001研]

【答案】變載荷或靜載荷；最大應力、最小應力、平均應力、應力幅、應力循環特征

二、選擇題

1．由試驗知，有效應力集中，絕對尺寸，表面質量和表面強化只對零件的________有影響。[中南大學2005研]

A．應力幅

B．平均應力

C．應力幅和平均應力

【答案】A

【解析】有效應力集中，絕對尺寸，表面質量和表面強化只對零件的應力幅有影響。

2．受穩定徑向載荷的一轉軸，軸截面產生的彎曲應力為________應力。[武漢理工大學2004研]

A．靜

B．對稱循環變

C．脈動循環變

D．非對稱循環變

【答案】B

【解析】軸截面的彎矩是不變的，但隨著軸的轉動，拉壓應力的方向卻會變化。所以對于一點來說，軸截面的彎曲應力是正負變化的，故為對稱循環變應力。

3．影響零件疲勞強度的綜合影響系數或與________等因素有關。[華東理工大學2005研]

A．零件的應力集中、加工方法、過載

B．零件的應力循環特性、應力集中、加載狀態

C．零件的表面狀態、絕對尺寸、應力集中

D．零件的材料、熱處理方法、絕對尺寸

【答案】C

【解析】影響疲勞極限的因素：應力集中、絕對尺寸、表面狀態。

4．兩圓柱體沿母線相壓，載荷為F時，最大接觸應力為，若載荷增大到2F時，最大接觸應力變為________。[大連理工大學2001研]

A．

B．

C．

D．

【答案】B

【解析】最大接觸應力可按赫茲（Hertz）公式計算，有

當載荷由F增大到2F時，由代數的運算可知，最大接觸應力變為。

三、判斷題

1．根據原動機額定功率計算出作用在零件上的載荷稱為計算載荷，用此載荷代入材料力學公式計算出的應力稱為計算應力。[大連理工大學2002研]

【答案】錯

【解析】由原動機標牌功率計算出來的載荷稱為理論載荷或名義載荷，不是計算載荷。

2．在循環變應力作用下的斷裂通常是疲勞斷裂。[北京理工大學2004研]

【答案】對

四、簡答題

何謂應力集中？對零件的靜強度、疲勞強度影響是否相同？[東北大學2003研]

答：在零件截面幾何形狀突然變化處（如過渡圓角、鍵槽、螺紋），常產生很大的局部應力。該局部應力遠大于名義應力，這種現象稱為應力集中。

由試驗得知，應力集中對零件的靜強度沒有影響，對零件的疲勞強度影響較大，其程度常用有效應力集中系數或來表征。

五、計算題

1．已知一零件的最大工作應力為＝180MPa,最小工作應力為＝-80MPa,則在極限應力簡圖中，該應力點M與原點O的連線OM與橫坐標的夾角為多大？[華東理工大學2005研]

解：該應力點M的坐標是（，），易知

設OM與橫坐標的夾角是，。因此可得

2．已知某零件材料的=320MPa，=650MPa, ＝580MPa,零件疲勞強度綜合影響系數＝1.5。試：

（1）繪制零件的極限應力線圖（比例尺；

（2）判斷在下述情況下零件是否安全：（a）＝240MPa,應力循環特性r＝0;（b）＝100MPa，＝250MPa。

（3）在（a）、（b）兩種情況下，如果判斷是安全的，則要求計算其在工作應力循環特性r＝C時零件的安全系數。[上海大學2005研]

解：（1）要得到零件的極限應力線圖，首先應確定幾個關鍵點的坐標如下：

如圖1-8所示，與縱軸交點A（0，），即（0，213.33）；與橫軸交點C（，0），即（650，0）；曲線經過的另一點D（，），即（290，193.33）。將三點標在坐標平面內，連接點A、D，并延長與過點C且與橫軸正方向成135°角的直線相交預點G。折線ADGC即為零件的極限應力曲線。

圖2-1

（2）分析如下：

（a）根據，，可知，。將此點標在圖中，可見其位于安全區域中，故在此情況下工作，零件安全。

（b）將點（100，250）標在圖中，可見位于安全區域之外，故在此情況下工作，零件不安全。

（3）在（a）情況下，零件是安全的，故此時零件的安全系數為

3．請在圖2-2中標出 、、。[上海交通大學2005研]

圖2-2

解：（1）為脈動循環應力時的扭轉疲勞極限，即；

（2）為對稱循環應力時的扭轉疲勞極限，即 ；

（3）為抗扭屈服極限，即 ，且為最大時。

如圖2-3所示。

圖2-3