机械设计(第八版)课后习题答案及解析(_参考答案及解析).docx

某材料的对称循环弯曲疲劳极限σ ?180MPa，取循环基数N ?5?106，m?9，试求循环次数N

?1 0

分别为7000、25000、620000次时的有限寿命弯曲疲劳极限。

[解] σ

σ

?σ

?1N

1

?σ

?19

N

N0?180?9

1

N

0?180?

5?106

7?103

5?106

?373.6MPa

?324.3MPa

?1N

2

?19N

2

92.5?104

σ

?1N

3

?σ

?19

N

N0?180?9

3

5?106

6.2?105

?227.0MPa

已知材料的力学性能为σ ?260MPa，σ ?170MPa，Φ ?0.2，试绘制此材料的简化的等寿命寿

s ?1 σ

命曲线。

[解] A(0,170) C(260,0)

?Φ ?

σ

2σ ?σ

?1 0

σ

0

??2σ

?

?

σ ?1

0 1?Φ

σ

?σ ?

0

2σ

?1

1?Φ

σ

?2?1701?0.2

?283.33MPa

得D(283.332,283.332)，即D(141.67,141.67)

根据点A(0,170)，C(260,0)，D(141.67,141.67)按比例绘制该材料的极限应力图如下图所示

圆轴轴肩处的尺寸为：D=72mm，d=62mm，r=3mm。如用题3-2中的材料，设其强度极限σ=420MPa，

B

精车，弯曲，β=1，试绘制此零件的简化等寿命疲劳曲线。

q

D

[解] 因

?54

?1.2，r?

3?0.067，查附表3-2，插值得?

?1.88，查附图3-1得q

?0.78，

d 45 d 45 σ σ

将所查值代入公式，即

k ?1?q?? ?1??1?0.78??1.88?1??1.69

σ σ σ

查附图3-2，得ε ?0.75；按精车加工工艺，查附图3-4，得β ?0.91，已知β ?1，则

σ σ q

?k 1 ?1 ?1.69 1 ? 1

?Kσ??εσ?β

?

?1?β

?? ? ?1?? ?2.35

0.75 0.91 1

? ?

?? σ σ? q ? ?

?

?A0,170

,C?260,0?,D141.67,141.672.35 2.35

根据A?0,72.34?,C?260,0?,D?141.67,60.29?按比例绘出该零件的极限应力线图如下图

如题3-4中危险截面上的平均应力 σ ?20MPa，应力幅σ ?20MPa，试分别按①r?C②

m a

σ ?C，求出该截面的计算安全系数S 。

m ca

[解] 由题3-4可知σ ?170MPa,σ ?260MPa,Φ ?0.2,K ?2.35

-1 s σ σ

r?C

工作应力点在疲劳强度区，根据变应力的循环特性不变公式，其计算安全系数

σS ? -1

σ

? 170 ?2.28

ca Kσ

σ a

Φσ

σ m

2.35?30?0.2?20

（2）σ ?C

m

工作应力点在疲劳强度区，根据变应力的平均应力不变公式，其计算安全系数

σ ??K

?Φ?σ

170??2.35?0.2??20

?S ? -1 σ

?

K

σσ?m?

? σ?

?1.81

ca σ ?

σ a m

2.35?

30?20

解：分析活塞式空气压缩气缸盖联接螺栓在工作时的受力变化情况，它的最大应力，最小应力如何得出当气缸内的最高压 力提高时，它的最大应力，最小应力将如何变化

解：

最大应力出现在压缩到最小体积时，最小应力出现在膨胀到最大体积时。当汽缸内的最高压力提高时，它的最大应力增大，最小应力不变。

图5-49所示的底板螺栓组联接受外力FΣ作用在包含x轴并垂直于底板接合面的平面内。试分析底板螺栓组的受力情况，并判断哪个螺栓受力最大堡证联接安全工作的必要条件有哪些

受轴向载荷的紧螺栓联接，被联接钢板间采用橡胶垫片。已知螺栓预紧力Fo=15000N,当受轴向工作载荷F＝10000N时，求螺栓所受的总拉力及被联接件之间的残余预紧力。

C

采用橡垫片密封，取螺栓的相对刚度 b

?0.9 螺栓的总拉力：F

C

?F? b

F?24000N

C ?C

B M

2 0 C ?C

B M

残余预紧力为：F

1

?F?F?14000N

2

图5-24所示为一汽缸盖螺栓组联接。已知汽缸内的