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1、机械设计第三章习题答案3-2 已知材料的力学性能 = 260MPa， = 170 MPa ， 1= 0.2 ， 试绘制此材料的简化的等寿命曲线。解： A ( 0 , 170 ) C ( 260 , 0 )= 21 00= = = 283.33 MPa0211+ 2 1701+0.2得 ( , ) , 即 （ 141.67 ，141.67 ）283.332 283.332 根据点 （ 0 ， 170 ） ， C （260 ， 0 ） ， （ 141.67 ，141.67 ）按比例绘制该材料的极限应力图如下图所示3-4 圆轴轴肩处的尺寸为：D = 72 mm ， d = 62 mm ，r = 3
2、mm 。如用题 3-2 中的材料，设其强度极限 = 420 MPa ，试绘制此零件的简化等寿命疲劳曲线。解： = ( + 1 ) 1 1因 = = 1.2 ， = = 0.067，查附表 3-2 （p40） ，线性 5445 345插值得 = 1.88 ，查附图 3-1 （p41）得 0.78 ，将 所查值代入公式 ，即 = 1 + （ 1 ） = 1 + 0.78 （ 1.88 1 ）= 1.69 查附图 3-2 ，得尺寸系数 = 0.75 ；题中没有提及加工方式，按精车加工工艺，查附图 3-4 （p44） ，得表面质量系数 = 0.91 ；因没提及强化方式，取强化系数 = 1 ，则 = (
3、 + -1 ) = （ + 1 ） = 2.35 1 1.690.7510.91 11A （ 0 ， ） A （ 0 ，72.34 ）1 D （ ， ） （ 141.67 ，60.29 ）02 02 C （ 260 ，0 ）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3-5 如题 3-4 中危险截面上的平均应力 = 20 MPa ，应力幅 = 20 MPa ， 试分别按 r = C = C 1 2 求出该截面上的计算安全系数 。解： 由题 3-4 可知 = 170 MPa ， = 260 MPa
4、 ， = 1 0.2 ， = 2.35（1） r = C方法一：直接将 3-4 所得数据代入公式 3-17 （ p27 ）工作应力点在疲劳强度区，根据变应力循环特性公式，计算其安全系数 = = 1+= 2.281702.3530+0.220方法二：连接 OM 并延长与 AG 相交，其交点坐标 M ( 45.64 ,68.46 )= = = 2.2845.64+68.4620+20（2） = C 方法一：直接将相应数值代入 3-21 （p28）公式中工作应力点在疲劳强度区，根据变应力的应力公式，其计算安全系数= = =1.81 1+( ) ( + ) 170+(2.350.2 ) 202.35 ( 30+20 )方法二：过 M 点做纵轴的平行线，与直线 AG 交于 M ( 20 , 70.64 ) = = = 1.8120+70.6450
