不同材料,有效应力集中系数

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1、为了适应公司新战略的发展,保障停车场安保新项目的正常、顺利开展,特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划不同材料,有效应力集中系数材料力学复习题单项选择题1、等直杆在轴向拉伸或压缩时,横截面上正应力均匀分布是根据得出的。A静力平衡条件B连续条件C小变形假设D平面假设及材料均匀连续假设2、小变形是指A很小的变形;B线弹性范围内的变形C远小于构件原始尺寸的微小变形D卸载后,构建中的残余变形3、无明显屈服阶段的塑性材料作成带切槽的构件,在静载荷作用下,在截面削弱处是A可以略去应力集中的影响;B不存在应力集中的影响;C减缓应力集中的影响;D要考虑应力集中的影响4、等直杆在轴向拉伸或压缩时,下述

2、提法正确的是A最大正应力的截面上,其剪应力必定也是最大B最大正应力的截面上,剪应力不一定为零C最大正应力的截面上,其剪应力必定为零D最大剪应力的截面上,其正应力必定为零5、静定杆件的多余约束是指A从静力平衡条件来说是多余的B从系统强度来说是多余的C从系统刚度来说是多余的D从系统稳定性来说是多余的6、剪应力互等定理只适用于A两个互相垂直平面上的剪应力分析B纯剪切应力下C线弹性范围内D扭转变形7、当剪切超过材料的剪切比例极限时,则A剪切胡克定律不成立B剪应力互等定理不成立C剪切胡克定律和剪应力互等定理均成立D材料发生剪切破坏8、具有外棱角和内棱角的棱柱杆,其表面无切向力作用,则杆件受扭时,任意横截

3、面上外棱角顶点处的应力状态A正应力最大B剪应力为零C剪应力不为零D剪应力最大9、设计某一主轴,发现原方案刚度不足,将进行修改设计,你认为最有效的措施是A轴材料改用优质高强钢B设计成合理的空心圆截面,采用合理的结构形式减小内力C加大轴径D把轴挖空10、圆轴表面有一小圆形刻痕,材料为线弹性,当圆轴产生扭转变形后,小圆的变形情况是A大小、形状不变B变成大圆C变成椭圆,其长轴与杆轴线成45D变成更小的圆12、关于主轴的概念,有如下说法,正确的是A平面图形有无限对正交主轴B平面图形不一定存在主轴C平面图形只有一对正交主轴D平面图形只有一对形心主轴13、平面图形对某一对正交y、z轴的惯性积Iyz=0,则有

4、Ay轴必是对称轴Bz轴必是对称轴Cy、z轴均是对称轴Dy、z轴均为主轴13、剪力、弯矩符号与坐标的选择之间的关系为A它们都与坐标系的选择无关B它们都与坐标系的选择有关C剪力符号与坐标系的选择无关,而弯矩符号有关D剪力符号与坐标系的选择有关,而弯矩符号无关14、两根压杆材料相同,支承情况相同,当杆长截面的几何尺寸成比例增减时则可说A两杆的临界压力相同B比较又粗又长的压杆的临界压力大C比较又短又细的压杆的临界压力大D无法比较其临界压力的大小15、根据梁的变形与弯矩的关系,在下列说法中正确的是A正弯矩产生正转角,负弯矩产生副转角B弯矩最大的截面转角最大,弯矩为零的截面上转角为零C弯矩为零处,挠曲线曲

5、率必为零D梁的最大挠度必发生在弯矩最大处16、开口薄壁截面杆件在横向力作用下发生平面弯曲变形的条件是A横向力作用线通过截面形心B横向力作用线通过截面形心,且与形心主惯性轴重合C横向力作用线通过截面弯心,且与弯心主惯性轴重合D横向力作用线通过截面弯心,且平行或垂直于形心主惯性轴17、偏心受压构件,当偏心压力P作用点沿截面核心的直线边界移动时,则横截面上中性轴是A绕横截面上某角点转动B与横截面某一周边相切C与横截面某一周边平行D过横截面形心18、等直杆承受压缩和弯曲组合作用,该杆危险点处的应力状态为A单向应力状态B二向应力状态C纯剪应力状态D复杂应力状态19、构件发生疲劳破坏的基本原因是A构件承受

6、了交变应力B材料强度极限太低C材料疲劳变质D构件存在缺陷,在交变应力下产生微裂纹,逐步发展至宏观裂纹,宏观裂纹的不断扩展导致构件突然断裂20、以下说法正确的是A材料的强度极限就是同种材料构件的强度极限B材料的持久极限就是同种材料构件的持久极限C有效应力集中系数只与构件的外形有关D塑性材料的有效应力集中系数对应力集中不敏感答案:CC6.A简答题材料力学的基本假定有哪些?答:连续性假设:认为整个物体体积内毫无空隙地充满物质均匀性假设:认为物体内的任何部分,其力学性能相同各向同性假设:认为在物体内各个不同方向的力学性能相同计算题用积分法计算图示梁的变形时,需分几段建立方程?并写出其位移边界条件。解:

7、应分三段,AB段,BC段,CD段,边界条件为:x?0,vA?0x?a,?B1?B2vB1?vB2,x?2a,vC2?vC3x?3a,?D?0,vD?0求下面所示杆指定截面上的轴力,并绘制轴力图.解1、求固定端反力2、求各截面上的轴力1)1-1截面:如图2)2-2截面:如图3)3-3截面:如图3、绘制轴力图如图图示拉杆沿斜截面m-n由两部分胶合而成,设在胶合面上许用拉应力?100MPa,许用剪应力?50MPa,并设胶合面的强度控制杆件的拉力。试问:为使杆件承受最大拉力P,?角的值应为多少?若横截面面积为4cm2,并规定?60?,试确定许可荷载P。答:应力集中stressconcentration

8、受力零件或构件在形状、尺寸急剧变化的局部出现应力显著增大的现象。如传动轴轴肩圆角、键槽、油孔和紧配合等部位,受力后均产生应力集中。这些部位的峰值应力从集中点到邻近区的分布有明显的下降,呈现很高的应力梯度d/dx(见图)。零件的早期失效常发生在应力集中的部位,因此了解和掌握应力集中问题,对于机械零件的合理设计和减少机械的早期失效有重要意义。应力集中系数是评定应力集中的指标。用分析计算方法或实验应力分析方法求得静载时局部最大应力与该截面名义平均应力之比,便得到弹性应力集中系数Kt又称理论应力集中系数,它仅与零件的几何形状和变形形式有关。但零件的强度不仅与几何形状有关,也与它的尺寸、材料和载荷的性质

9、有关。如应力集中对疲劳极限的影响,用Kf表示Kf为有效应力集中系数。用于拉伸、弯曲变形;用于扭转变形,一般静强度越高的材料Kf越大,对应力集中越敏感。应力集中使交变应力下零件和构件的强度显著降低,因此设计时应该力求减轻应力集中程度,改善局部状况,尽可能使截面的变化平缓,以降低应力集中的影响。加大过渡部分的圆角半径、沉割圆角、过渡肩环,或采用减载槽等办法,可使应力的流线从低应力区平滑和缓地过渡到高应力区,降低最大应力峰值。静载时,塑性材料的屈服能缓和应力集中。铸铁对应力集中不敏感,故对强度无影响。用其他脆性材料制造的零件,在静、动载荷时均须考虑应力集中的影响。应力集中stressconcentr

10、ation在物体形状急剧变化处,应力发生局部显著增高的现象。在工程结构的凹角、缺口、沟槽、孔洞附近均会发生应力集中,其中孔洞附近的应力局部增高称为孔边应力集中。在水利工程中,大坝的坝踵附近以及坝内廊道附近的应力局部增高是应力集中的典型实例。孔边应力集中的特点是:集中性,即在孔洞附近的应力远大于无孔时的应力;局部性,即在离孔边较远之处,应力几乎不受孔的影响,其分布情况与数值大小都几乎与无孔时相同;在弹性范围内,应力集中程度仅与孔的形状以及受力状态有关,而与荷载的大小无关。一般说来,圆孔的孔边应力集中程度最低,图示为两种受力状态下圆孔附近的弹性应力分布情况。在凹角、缺口、沟槽等其他形状突变处的应力

11、集中现象具有与孔边应力集中一样的特点。反映应力集中程度的参数是应力集中系数,它是峰值应力和不考虑应力集中时的应力的比值。图示两种情况的应力集中系数分别为2与3。由于峰值应力往往超过材料的屈服极限或强度极限从而造成应力的重新分布,所以实际的峰值应力常低于按弹性力学计算得到的数值。应力集中问题是弹性力学的重要内容之一。对于圆孔与椭圆孔,已获得应力分布的解析解;对于其他形状的平面孔洞,可用复变函数方法获得应力解答;对各种应力集中问题均可用有限元法、边界元法等数值方法及光测法、电测法等试验方法获得应力分布,其中光测法能直接观察到应力集中现象,得到较多的应用。由于应力集中能使结构发生裂纹,甚至断裂,须采

12、取措施,防止因应力集中而造成的结构损坏,主要措施有:改善结构外形,避免形状突变,尽可能开圆孔或椭圆孔;结构内必须开孔时,尽量避开高应力区,而在低应力区开孔;根据孔边应力集中的分析成果进行孔边局部加强。应力集中stressconcentration弹性力学中的一类问题,应力在固体局部区域内显著增高的现象。多出现于尖角、孔洞、缺口、沟槽以及有刚性约束处及其邻域。应力集中会引起脆性材料断裂;使物体产生疲劳裂纹。在应力集中区域,应力的最大值与物体的几何形状和加载方式等因素有关。局部增高的应力值随与峰值应力点的间距的增加而迅速衰减。由于峰值应力往往超过屈服极限而造成应力的重新分配,所以,实际的峰值应力常

13、低于按弹性力学计算出的理论峰值应力。反映局部应力增高程度的参数称为应力集中系数k,它是峰值应力与不考虑应力集中时的应力的比值,恒大于1且与载荷大小无关。在无限大平板的单向拉伸情况下,其中圆孔边缘的k3;在弯曲情况下,对于不同的圆孔半径与板厚比值,k;在扭转情况下,k。1898年德国的G.基尔施首先得出圆孔附近应力集中的结果。1910年俄国的科洛索夫求出椭圆孔附近应力集中的公式。20世纪20年代末,苏联的穆斯赫利什维利等人把复变函数引入弹性力学,用保角变换把一个不规则分段光滑的曲线变换到单位圆上,导出复变函数的应力表达式及其边界条件,进而获得一批应力集中的精确解。各种实验手段的发展也很快,如电测

14、法、光弹性法、散斑干涉法、云纹法等实验手段均可测出物体的应力集中。近年来计算机和有限元法以及边界元法的迅速发展,为寻找应力集中的数值解开辟了新途径。为避免应力集中造成构件破坏,可采取消除尖角、改善构件外形、局部加强孔边以及提高材料表面光洁度等措施;另外还可对材料表面作喷丸、辊压、氧化等处理,以提高材料表面的疲劳强度。机械设计课程试题一、选择题:本题共10个小题,每小题2分,共20分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。把所选项前的字母填在题后的括号内。1一般工作条件下,齿面硬度HB350的闭式齿轮传动,通常的主要失效形式为【B】A轮齿疲劳折断B.齿面疲劳点蚀C齿面胶合D.齿面塑性变形2带传动在工作时产生弹性滑动,是由于A包角太小B.初拉力F0太小C紧边与松边拉力不等D.传动过载3下列四种型号的滚动轴承,只能承受径向载荷的是A6208B.N208C.3208D.52084下列四种螺纹,自锁性能最好的是A粗牙普通螺纹B.细牙普通螺纹C梯形螺纹D.锯齿形螺纹5在润滑良好的条件下,为提高蜗杆传动的啮合效率,可采用的方法

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