机械设计复习指南--wordXP版-2012.docVIP

? 考试题型： 一、选择：20～22分 二、填空：16分左右 三、分析题：2～3个小题（20～30） CH5，CH10、CH11 四、计算题：2～3小题，（24～30） CH5，CH8，CH10，CH11，CH13 五、改错题：10～12（CH15 轴系改错为主） 注：设计题目除主要设计参数如何选取？主要设计参数是取标准值、计算值还是圆整以外，其它一律不考！！！ 第三章机械零件的强度 本章要求： 载荷与应力的性质； 稳定变应力的分类； 变应力的循环特性r的判断； 材料的疲劳曲线：N0、σr，KN系数， 有限寿命区和无限寿命区。 单向应力状态下零件的疲劳寿命： 当工作应力按照 r＝c， σm＝c， σmin＝C规律增长时，零件的极限应力点和失效形式。 本章内容： 基本知识点 1．载荷和应力(1)、载荷　　载荷根据其性质可分为静载荷和变载荷。静载荷：载荷的大小或方向不随时间变化或变化极缓慢的；变载荷：载荷大小或方向随时间变化的。 机械零部件上所受的载荷还可分为： 工作载荷、名义载荷和计算载荷。工作载荷：机械正常工作时所受的实际载荷。名义载荷：按原动机的功率计算求得的载荷。 通常由下式求得： 计算载荷：考虑零部件工作过程中还要承受附加载荷，从而对名义载荷(力F或转矩T)进行修正而得到的近似载荷。 (2)应力　　载荷作用在零件上将产生应力。 根据其性质可分为：静应力：不随时间而变或随时间缓慢变化的应力；变应力：不断地随时间而变的应力。　　大多数机械零部件都是处于变应力状态下工作的。 2、静应力作用下的强度问题(§2-6机械零件的设计准则) 　静应力作用下的机械零件强度约束条件有两种方式：(1)、危险剖面处的计算应力(、)不超过许用应力([σ]、[τ]) 或 　　　　　 　　　 (2)、危险剖面处的计算安全系数S 不应小于许用安全系数[S]，即： 　或 　　　　　　　　　　　　　　式中：　为极限正应力； 为极限剪切应力；　　　　对于塑性材料：主要失效形式是塑性变形，取其屈服极限(、)作为极限应力，即，；　　对于脆性材料：主要失效形式是脆性破坏，取其强度极限(、)作为极限应力，即，。 3、变应力作用下的强度问题（第三章概述）　静载荷和变载荷均可能产生变应力。在静载荷F作用下，转动心轴上的a点所受的应力就是一个对称循环的变应力。 （1）、变应力的种类及特点变应力可分为三类：稳定循环变应力：应力变化周期、应力幅和平均应力均不随时间而变者；不（非）稳定循环变应力：应力变化周期、应力幅或平均应力之一随时间而变者；随机变应力：应力变化不呈周期性而带偶然性者。 要求掌握稳定循环变应力： 非对称循环变应力、脉动循环变应力、对称循环变应力。 稳定循环变应力的主要参数：　　应力变化周期T、应力幅、平均应力、循环特征r、绝对值最大应力和绝对值最小应力。各参数之间具有下面的关系：　　　；； ； ；　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 对称循环变应力：，， r＝－1；　　脉动循环变应力：，，，r＝0；　　静应力：，，r＝＋1。 非对称循环变应力：－1＜r＜＋1 且r≠－1、0、＋1 r的变化范围：－1≤r≤＋1 例题：设有一零件受变应力作用，已知变应力的平均应力 ＝189Mpa，应力幅为＝129Mpa，试求该变应力的循环特征r。　　解：最大应力为： ＝189＋129＝318 Mpa，　　　　最小应力为： ＝189－129＝60 MPa，　　　　循环特征为： ＝60/318＝0.1887 静应力作用下：极限应力（、）主要与材料的性能有关。变应力作用下：其极限应力除了与材料的性能有关外，还与应力的循环特征r、应力循环次数N、应力集中、零件的表面情况和零件的尺寸大小等有关。 （2）变应力时的极限应力：（P22，材料的疲劳曲线） 也称材料的疲劳极限(或持久极限)，是当循环特征为r时，试件受无数次应力循环而不发生疲劳断裂的最大应力值。循环次数不同，疲劳极限不同；循环特征不同，疲劳极限也不同。　 　　材料的疲劳特性曲线与方程 的意义？ 持久疲劳极限(r为对应的应力循环特征)。 N0的意义？ 循环基数(N＞N0时,曲线趋于水平)。 有限寿命设计与无限寿命设计含义？ N＜N0：有限寿命； σ＜,N→∞：无限寿命。 的意义？ 不同循环特征r下的不同应力 （3）考虑应力集中、绝对尺寸、表面状态、强化处理时的疲劳极限应力 （即零件的疲劳极限应力）　　应力集中：在零件剖面几何