江苏省（职教高考）机械类 《机械基础》项目三任务十 45分钟专题训练卷

江苏省（职教高考）机械类《机械基础》45分钟专题训练卷专辑，共135份试卷。试卷命题与高考紧密相关，精选具有代表性和典型性的高考常考题。旨在帮助学生系统地复习和巩固机械类理论知识，熟悉高考题型和命题规律，提高解题能力和应试技巧，为高考取得优异成绩打下坚实的基础，本训练卷适用于即将参加机械类高考的学生。 与本专辑配套的还有江苏省职教高考考试《机械制图》《机械加工技术》45分钟专题训练卷专辑，欢迎同学和老师们下载使用。 江苏省（职教高考）机械类 《机械基础》 项目三：直杆的基本变形 任务十：交变应力与疲劳强度 时间：45分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、单项选择题（本大题共20小题，每题2分，共40分） 1. 测定疲劳强度时，工程上规定钢铁材料的应力循环次数取（ ） A. 1 B. 1 C. 1 D. 109 【答案】B 【解析】钢铁材料的疲劳极限通常以应力循环次数达到107次作为测定标准，因此选B。 2. 增大阶梯轴圆角半径的主要目的是（ ） A. 使零件轴向定位可靠 B. 降低应力集中，提高轴的疲劳强度 C. 使轴加工方便 D. 外形美观 【答案】B 【解析】增大轴肩圆角半径可减小应力集中，从而提高阶梯轴的疲劳强度，因此选B。 3. 做疲劳强度试验时，试样承受的载荷为（ ） A. 静载荷 B. 冲击载荷 C. 交变载荷 D. 以上都不正确 【答案】C 【解析】疲劳破坏是在交变载荷长期作用下产生的，因此疲劳强度试验中试样承受交变载荷，选C。 4. 在机械零件的失效中，大约有80%以上是属于_______破坏。（ ） A. 拉断 B. 剪切 C. 弯曲 D. 疲劳 【答案】D 【解析】机械零件的失效中，疲劳破坏所占比例较高，约有80%以上，因此选D。 5. 在进行材料的疲劳强度计算时，其极限应力应为材料的（ ） A. 屈服点 B. 疲劳极限 C. 强度极限 D. 弹性极限 【答案】B 【解析】疲劳强度计算应以材料在交变应力作用下的疲劳极限作为极限应力，因此选B。 6. 金属材料的疲劳断裂通常（ ） A. 有明显塑性变形 B. 无明显塑性变形 C. 发生在屈服之后 D. 强度高于抗拉强度 【答案】B 【解析】疲劳断裂通常在名义应力低于屈服强度时发生，断裂前没有明显塑性变形，因此选B。 7. 在进行材料疲劳强度试验时，试样通常承受的载荷是（ ） A. 大小和方向均不变的静载荷 B. 短时间内突然施加的冲击载荷 C. 大小或方向随时间周期变化的交变载荷 D. 按规定速率逐渐增加的递增载荷 【答案】C 【解析】疲劳破坏是在反复或交变载荷作用下，材料经过一定循环次数后产生的破坏，因此疲劳强度试验通常采用大小或方向随时间周期变化的交变载荷。 8. 受轴向载荷的紧螺栓连接，当螺栓总拉力 F0 和残余预紧力 F1 不变，减小螺栓刚度 Cb 或增大被连接件刚度 Cm 时，螺栓的疲劳强度（ ） A. 提高 B. 降低 C. 不变 D. 可能提高也可能降低 【答案】A 【解析】对于受轴向载荷的紧螺栓连接，螺栓所受载荷的变化量为外载荷变化量按刚度比分配的结果，其应力幅与螺栓刚度和被连接件刚度的比值有关，可表示为 \[σa\propto\frac{Cb}{Cb+Cm}\] 减小螺栓刚度或增大被连接件刚度，会使减小，从而减小螺栓的应力幅。在螺栓总拉力和残余预紧力不变的条件下，螺栓的疲劳强度提高，因此选A。 9. 下列哪种因素会提高材料的疲劳强度（ ） A. 表面粗糙度增加 B. 表面淬火 C. 应力集中 D. 材料内部缺陷 【答案】B 【解析】表面淬火可提高材料表层硬度，并在表层形成有利的残余压应力，从而提高材料的疲劳强度，因此选B。 10. 金属材料在交变应力作用下发生断裂的现象称为（ ） A. 塑性断裂 B. 脆性断裂 C. 冲击断裂 D. 疲劳断裂 【答案】D 【解析】金属材料在交变应力长期作用下产生的断裂现象称为疲劳断裂，因此选D。 11. 在交变应力的作用下，零件的失效形式主要是（ ） A. 塑性变形 B. 断裂 C. 疲劳断裂 D. 弹性变形 【答案】C 【解析】交变应力反复作用会使零件产生疲劳裂纹并最终断裂，主要失效形式是疲劳断裂，因此选C。 12. 轴、齿轮、弹簧等需要承受交变载荷作用的零件，在选择材料时必须考虑的性能是（ ） A. 塑性 B. 硬度 C. 强度 D. 疲劳强度 【答案】D 【解析】承受交变载荷的零件容易发生疲劳破坏，选材时必须重点考虑疲劳强度，因此选D。 13. 作疲劳试验时，试样承受的载荷为（ ） A. 静载荷 B. 冲击载荷 C. 交变载荷 D. 动载荷 【答案】C 【解析】疲劳试验是通过对试样施加反复变化的载荷，观察其在一定循环次数下是否发生疲劳破坏。因此，试样承受的载荷为交变载荷，选C。疲劳强度是材料在规定循环次数和规定应力状态下不发生疲劳破坏所能承受的最大应力幅。 14. 金属材料在交变应力长期作用下，发生破坏的现象称为（ ） A. 弹性失效 B. 塑性失效 C. 疲劳失效 D. 冲击失效 【答案】C 【解析】金属材料在交变应力长期作用下发生的破坏称为疲劳失效，因此选C。 15. 某零件承受最大应力为120 MPa、最小应力为−80 MPa的循环载荷，该应力循环的应力比为（ ） A. −1／2 B. −2／3 C. 2／3 D. 3／2 【答案】B 【解析】应力比是最小应力与最大应力的比值，即 −80／120，计算得 −2／3，因此选B。 16. 金属零件的疲劳破坏通常具有的特征是（ ） A. 零件只受一次静载荷便立即断裂 B. 零件在反复载荷作用下突然断裂 C. 零件发生明显塑性变形后停止工作 D. 零件在冲击载荷作用下产生压痕 【答案】B 【解析】疲劳破坏是在多次反复载荷作用下逐渐形成裂纹，裂纹扩展到一定程度后会突然断裂，且断裂前通常没有明显的宏观塑性变形。 17. 减小零件工作应力集中、提高其疲劳强度的合理措施是（ ） A. 增大结构转角处的尖锐程度 B. 采用较大的圆角减小截面突变 C. 在工作表面加工较深的缺口 D. 使零件截面尺寸突然发生变化 【答案】B 【解析】圆角过渡能够减小截面突变，降低应力集中程度，从而改善零件危险部位的应力分布并提高疲劳强度。其他措施会加剧应力集中。 18. 关于疲劳强度与静强度的关系，下列说法正确的是（ ） A. 疲劳破坏只会发生在应力超过强度极限时 B. 疲劳破坏可能发生在低于屈服极限的循环应力下 C. 疲劳破坏前一定出现明显的塑性变形 D. 零件静强度足够时便不会发生疲劳破坏 【答案】B 【解析】疲劳破坏由循环应力长期反复作用引起，即使应力低于材料的屈服极限，零件也可能因疲劳裂纹扩展而失效。静强度满足要求并不能排除疲劳破坏。 19. 对于脆性材料（如铸铁），其许用应力通常以_____为基础确定。（ ） A. 弹性极限 B. 屈服极限 C. 强度极限 D. 比例极限 【答案】C 【解析】脆性材料无明显屈服阶段，断裂是其失效标志，故以强度极限（断裂时的最大应力）作为极限应力，再除以安全系数得到许用应力。 20. 进行疲劳强度设计时，疲劳安全系数通常应满足的条件是（ ） A. 疲劳安全系数小于一以提高材料利用率 B. 疲劳安全系数等于一而不留设计余量 C. 疲劳安全系数大于一并满足规定要求 D. 疲劳安全系数取零以减小计算工作量 【答案】C 【解析】疲劳安全系数表示材料或零件疲劳强度与工作应力之间的安全储备。为保证零件在规定循环载荷下可靠工作，疲劳安全系数通常应大于一，并满足设计规范要求。 二、填空题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 如果材料内部某点应力超过其接触疲劳强度，就会形成______，随着其扩展和连接，材料表面出现许多月牙形浅坑，称为______。 【答案】① 疲劳裂纹 ② 疲劳点蚀 【解析】接触应力超过材料接触疲劳强度时会产生疲劳裂纹，裂纹扩展连接后形成月牙形浅坑，即疲劳点蚀。 22. 当零件承受的应力幅小于材料的疲劳极限时，在规定循环次数内一般不会发生______。 【答案】疲劳破坏 【解析】疲劳极限表示材料在规定循环次数内不发生疲劳破坏时所能承受的最大应力幅。因此，当实际应力幅小于疲劳极限时，零件在规定循环次数内通常不会发生疲劳破坏。 23. 疲劳破坏是在______作用下，经过一定的______后形成裂纹并发生断裂的破坏形式。 【答案】交变应力；循环次数 【解析】疲劳破坏需要交变应力或反复应力的长期作用，材料经过一定循环次数后会萌生并扩展疲劳裂纹，最终导致断裂。 24. 对称循环应力的最大应力与最小应力数值相等、符号相反，因此其应力比为______，平均应力为______。 【答案】−1；0 【解析】对称循环中最小应力等于最大应力的相反数，最小应力与最大应力的比值为−1，二者的平均值为0。 25. 提高零件疲劳强度的表面强化方法包括______和______等，采用这些方法能够改善零件表层的抗疲劳性能。 【答案】表面淬火；喷丸处理 【解析】表面淬火能够提高表层硬度并形成有利的残余压应力，喷丸处理也能在表层形成残余压应力，二者均可提高零件抵抗疲劳裂纹萌生的能力。 26. 周期性变化的应力中，最大应力与最小应力的代数平均值称为______，最大应力与最小应力之差的一半称为______。 【答案】平均应力；应力幅 【解析】平均应力为最大、最小应力的代数平均值，应力幅为二者之差绝对值的一半。 27. 材料在规定的循环次数内不发生疲劳破坏时所能承受的最大应力幅，称为材料的______。 【答案】疲劳强度 【解析】疲劳强度是在规定循环次数和规定应力状态下，材料不发生疲劳破坏所允许承受的最大应力幅。 28. 某构件承受对称循环应力，最大应力为 80 MPa，最小应力为 −80 MPa，则其平均应力为______，应力幅为______。 【答案】0 MPa；80 MPa 【解析】平均应力为 MPa，应力幅为 MPa。 29. 零件在交变载荷长期作用下，经过一定循环次数后产生裂纹并发生断裂的现象称为______。 【答案】疲劳破坏 【解析】零件在交变载荷作用下，即使应力低于材料的静强度极限，也可能经过一定循环次数后产生裂纹并断裂，这种破坏称为疲劳破坏。 30. 某轴截面承受的最大正应力为120 MPa，最小正应力为－40 MPa，则该交变应力的应力幅为______，平均应力为______。 【答案】80 MPa；40 MPa 【解析】应力幅为（最大应力－最小应力）/2＝[120－（－40）]/2＝80 MPa；平均应力为（最大应力＋最小应力）/2＝40 MPa。 三、判断题（本大题共10小题，每题1分，共10分） 31. 容易使零件产生疲劳失效的载荷是冲击载荷。 （ ） 【答案】错误 【解析】冲击载荷主要引起瞬时冲击破坏，容易产生疲劳失效的主要是交变载荷，因此说法错误。 32. 构件的工作应力若小于许用应力，则一定不会发生破坏。（ ） 【答案】正确 【解析】许用应力是保证构件安全工作的最大允许应力，工作应力小于许用应力时，构件处于安全状态，不会破坏。 33. 交变应力作用下的疲劳破坏与静应力作用下的破坏是相同的（ ） 【答案】错误 【解析】交变应力作用下的疲劳破坏与静应力作用下的破坏不同。金属材料在交变应力作用下，零件内的最大应力虽远低于静载荷下的强度极限，甚至低于屈服极限，但经过长时间的循环工作后，仍可能产生裂纹并最终断裂，这种破坏现象称为疲劳破坏。因此，题干说法错误。 34. 钢铁材料，疲劳强度是材料经受次交变载荷作用而不断裂时的最大应力。（ ） 【答案】正确 【解析】疲劳强度是指材料在交变应力作用下，经受规定的循环次数而不发生疲劳破坏时所能承受的最大应力。对于钢铁材料，通常将107次循环视为无限多次循环；对于有色金属，通常将108次循环视为无限多次循环。因此，题干说法正确。疲劳强度通常通过对称循环疲劳试验测定。 35. 不随时间发生变化的应力称为静应力。（ ） 【答案】正确 【解析】应力的大小和方向均不随时间变化时，称为静应力，因此说法正确。 36. 变应力只能由变载荷产生。（ ） 【答案】错误 【解析】变应力既可由变载荷产生，也可由静载荷作用下零件相对运动产生，因此说法错误。 37. 提高表面质量可显著改善零件的疲劳寿命（ ） 【答案】正确 【解析】改善零件表面质量可减少表面缺口和应力集中，延缓疲劳裂纹形成，从而显著提高疲劳寿命，因此说法正确。 38. 在对称循环应力作用下，零件承受的最大应力与最小应力绝对值相等、符号相反，因此平均应力为零。（ ） 【答案】正确 【解析】对称循环应力满足最大应力与最小应力大小相等、方向相反的条件，平均应力等于两者代数和的一半，因此平均应力为零。 39. 在材料和表面状态相同的条件下，轴肩处圆角半径越小，应力集中越严重，零件的疲劳强度越低。（ ） 【答案】正确 【解析】轴肩圆角半径减小会使应力集中程度增大，局部应力幅随之升高，从而促进疲劳裂纹产生，降低零件的疲劳强度。 40. 零件的工作应力低于材料的抗拉强度，就一定不会发生疲劳破坏。（ ） 【答案】错误 【解析】疲劳破坏与交变应力的循环次数、应力幅和平均应力等因素有关，工作应力低于抗拉强度并不能保证零件不会发生疲劳破坏。进行疲劳强度校核时，应将工作应力与相应条件下的疲劳极限进行比较。 四、简答题（本大题共4小题，每题5分，共20分） 41. 机械零件在交变应力作用下，失效形式是什么？与哪些因素有关？ 【答案】机械零件在交变应力作用下的主要失效形式是疲劳破坏，常表现为疲劳裂纹的形成、扩展并最终导致疲劳断裂。疲劳强度和疲劳寿命与零件材料、形状和结构、表面质量、应力状态以及工作环境等因素有关。 【解析】机械零件承受交变应力时，裂纹通常首先在表面缺陷、应力集中部位或材料内部薄弱处形成，随后在反复载荷作用下逐步扩展，最终导致疲劳断裂。因此，其主要失效形式是疲劳破坏。影响疲劳强度和疲劳寿命的因素主要包括：零件材料及其热处理状态，零件的形状和结构，表面粗糙度及表面缺陷，应力的大小、循环特征和应力集中情况，以及温度、腐蚀介质等工作环境。 42. 下图为汽车上的钢板弹簧，请说明其属于哪种梁，并说明其特点。 【答案】此为变截面梁。变截面梁的截面尺寸沿长度变化，截面尺寸是按各截面的弯矩来设计的，采用变截面梁可以提高梁的抗弯强度，还可节省材料。 43. 疲劳断裂和脆性断裂有何异同点？ 【答案】脆性断裂和疲劳断裂在断裂前都没有明显的塑性变形，属于低应力的破坏。但是这两种断裂还是有明显的区别：在断裂完成时间上，脆性断裂一般不需要多次加载而瞬时完成，疲劳断裂需要多次加载；温度对疲劳断裂影响不大，温度下降，脆性断裂的危险增加，温度对脆断影响大；断口形貌上，疲劳断裂的断口一般呈现细齿状的光亮花纹，疲劳断口是光亮、平直的结晶状断口。 44. 一根传动轴在长期交变载荷作用下出现疲劳裂纹。说明提高该轴疲劳强度的主要措施，至少写出三项。 【答案】（1）适当增大轴的危险截面尺寸，降低工作应力幅。 （2）减小轴肩、键槽等部位的应力集中，例如增大轴肩圆角半径并改进结构过渡。 （3）改善轴的表面质量，减少划痕、刀痕和其他表面缺陷。 （4）采用调质、表面淬火或喷丸等适当工艺，提高材料强度和表面抗疲劳能力。 【解析】提高疲劳强度应从降低交变应力、减小应力集中、改善表面质量和提高材料或表面性能等方面采取措施。答出其中三类合理措施即可得相应要点分。 五、综合应用题（本大题共1小题，每题10分，共10分） 45. 某机床传动轴的危险截面承受弯矩，工作循环中的最大弯矩为1000 N·m，最小弯矩为－200 N·m，轴的直径为40 mm。轴材料的对称循环疲劳极限为240 MPa，抗拉强度为600 MPa。忽略应力集中和尺寸效应，按名义弯曲应力和古德曼直线公式进行校核。要求疲劳安全系数不小于2.20。 （1）计算该截面的弯曲应力幅和平均应力。 （2）按古德曼公式计算疲劳安全系数，判断传动轴是否满足要求。 （3）若仅通过增大轴径改进，且其他条件不变，计算满足要求所需的最小轴径，并说明工程上还可采取的两项改进措施。 【答案】（1）弯矩幅为 ＝［1000－（－200）］÷2＝600 N·m＝600000 N·mm，平均弯矩为 ＝［1000＋（－200）］÷2＝400 N·m＝400000 N·mm。圆轴弯曲应力公式为 σ＝32M／（π），因此 σa＝32×600000／（π×403）≈95.5 MPa，σm＝32×400000／（π×403）≈63.7 MPa。 （2）古德曼公式为1／nf＝σa／σ-1＋σm／σb，所以1／nf＝95.5／240＋63.7／600≈0.504，nf≈1.98。由于1.98小于2.20，传动轴不满足疲劳强度要求。 （3）在载荷和材料条件不变时，σa和σm均与轴径的三次方成反比。先求满足要求时的应力水平，再得＝40×（2.20／1.98）^(1／3)≈41.4 mm，因此实际选用的轴径应不小于42 mm。还可通过增大轴肩圆角半径、改善键槽等部位的结构以减小应力集中，或通过改善表面粗糙度、采用表面强化处理来提高疲劳强度。 【解析】（1）交变弯矩应先分解为弯矩幅和平均弯矩，再分别利用圆轴弯曲应力公式计算应力幅和平均应力。（2）古德曼公式同时考虑应力幅和平均应力，所得安全系数应与规定值比较。（3）在其他条件不变时，弯曲应力与轴径的三次方成反比，因此可按安全系数比例的立方根修正轴径；减小应力集中和改善表面性能也是提高疲劳强度的有效措施。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $ 江苏省（职教高考）机械类《机械基础》45分钟专题训练卷专辑，共135份试卷。试卷命题与高考紧密相关，精选具有代表性和典型性的高考常考题。旨在帮助学生系统地复习和巩固机械类理论知识，熟悉高考题型和命题规律，提高解题能力和应试技巧，为高考取得优异成绩打下坚实的基础，本训练卷适用于即将参加机械类高考的学生。 与本专辑配套的还有江苏省职教高考考试《机械制图》《机械加工技术》45分钟专题训练卷专辑，欢迎同学和老师们下载使用。 江苏省（职教高考）机械类 《机械基础》 项目三：直杆的基本变形 任务十：交变应力与疲劳强度 时间：45分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、单项选择题（本大题共20小题，每题2分，共40分） 1. 测定疲劳强度时，工程上规定钢铁材料的应力循环次数取（ ） A. 1 B. 1 C. 1 D. 109 2. 增大阶梯轴圆角半径的主要目的是（ ） A. 使零件轴向定位可靠 B. 降低应力集中，提高轴的疲劳强度 C. 使轴加工方便 D. 外形美观 3. 做疲劳强度试验时，试样承受的载荷为（ ） A. 静载荷 B. 冲击载荷 C. 交变载荷 D. 以上都不正确 4. 在机械零件的失效中，大约有80%以上是属于_______破坏。（ ） A. 拉断 B. 剪切 C. 弯曲 D. 疲劳 5. 在进行材料的疲劳强度计算时，其极限应力应为材料的（ ） A. 屈服点 B. 疲劳极限 C. 强度极限 D. 弹性极限 6. 金属材料的疲劳断裂通常（ ） A. 有明显塑性变形 B. 无明显塑性变形 C. 发生在屈服之后 D. 强度高于抗拉强度 7. 在进行材料疲劳强度试验时，试样通常承受的载荷是（ ） A. 大小和方向均不变的静载荷 B. 短时间内突然施加的冲击载荷 C. 大小或方向随时间周期变化的交变载荷 D. 按规定速率逐渐增加的递增载荷 8. 受轴向载荷的紧螺栓连接，当螺栓总拉力 F0 和残余预紧力 F1 不变，减小螺栓刚度 Cb 或增大被连接件刚度 Cm 时，螺栓的疲劳强度（ ） A. 提高 B. 降低 C. 不变 D. 可能提高也可能降低 9. 下列哪种因素会提高材料的疲劳强度（ ） A. 表面粗糙度增加 B. 表面淬火 C. 应力集中 D. 材料内部缺陷 10. 金属材料在交变应力作用下发生断裂的现象称为（ ） A. 塑性断裂 B. 脆性断裂 C. 冲击断裂 D. 疲劳断裂 11. 在交变应力的作用下，零件的失效形式主要是（ ） A. 塑性变形 B. 断裂 C. 疲劳断裂 D. 弹性变形 12. 轴、齿轮、弹簧等需要承受交变载荷作用的零件，在选择材料时必须考虑的性能是（ ） A. 塑性 B. 硬度 C. 强度 D. 疲劳强度 13. 作疲劳试验时，试样承受的载荷为（ ） A. 静载荷 B. 冲击载荷 C. 交变载荷 D. 动载荷 14. 金属材料在交变应力长期作用下，发生破坏的现象称为（ ） A. 弹性失效 B. 塑性失效 C. 疲劳失效 D. 冲击失效 15. 某零件承受最大应力为120 MPa、最小应力为−80 MPa的循环载荷，该应力循环的应力比为（ ） A. −1／2 B. −2／3 C. 2／3 D. 3／2 16. 金属零件的疲劳破坏通常具有的特征是（ ） A. 零件只受一次静载荷便立即断裂 B. 零件在反复载荷作用下突然断裂 C. 零件发生明显塑性变形后停止工作 D. 零件在冲击载荷作用下产生压痕 17. 减小零件工作应力集中、提高其疲劳强度的合理措施是（ ） A. 增大结构转角处的尖锐程度 B. 采用较大的圆角减小截面突变 C. 在工作表面加工较深的缺口 D. 使零件截面尺寸突然发生变化 18. 关于疲劳强度与静强度的关系，下列说法正确的是（ ） A. 疲劳破坏只会发生在应力超过强度极限时 B. 疲劳破坏可能发生在低于屈服极限的循环应力下 C. 疲劳破坏前一定出现明显的塑性变形 D. 零件静强度足够时便不会发生疲劳破坏 19. 对于脆性材料（如铸铁），其许用应力通常以_____为基础确定。（ ） A. 弹性极限 B. 屈服极限 C. 强度极限 D. 比例极限 20. 进行疲劳强度设计时，疲劳安全系数通常应满足的条件是（ ） A. 疲劳安全系数小于一以提高材料利用率 B. 疲劳安全系数等于一而不留设计余量 C. 疲劳安全系数大于一并满足规定要求 D. 疲劳安全系数取零以减小计算工作量 二、填空题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 如果材料内部某点应力超过其接触疲劳强度，就会形成______，随着其扩展和连接，材料表面出现许多月牙形浅坑，称为______。 22. 当零件承受的应力幅小于材料的疲劳极限时，在规定循环次数内一般不会发生______。 23. 疲劳破坏是在______作用下，经过一定的______后形成裂纹并发生断裂的破坏形式。 24. 对称循环应力的最大应力与最小应力数值相等、符号相反，因此其应力比为______，平均应力为______。 25. 提高零件疲劳强度的表面强化方法包括______和______等，采用这些方法能够改善零件表层的抗疲劳性能。 26. 周期性变化的应力中，最大应力与最小应力的代数平均值称为______，最大应力与最小应力之差的一半称为______。 27. 材料在规定的循环次数内不发生疲劳破坏时所能承受的最大应力幅，称为材料的______。 28. 某构件承受对称循环应力，最大应力为 80 MPa，最小应力为 −80 MPa，则其平均应力为______，应力幅为______。 29. 零件在交变载荷长期作用下，经过一定循环次数后产生裂纹并发生断裂的现象称为______。 30. 某轴截面承受的最大正应力为120 MPa，最小正应力为－40 MPa，则该交变应力的应力幅为______，平均应力为______。 三、判断题（本大题共10小题，每题1分，共10分） 31. 容易使零件产生疲劳失效的载荷是冲击载荷。 （ ） 32. 构件的工作应力若小于许用应力，则一定不会发生破坏。（ ） 33. 交变应力作用下的疲劳破坏与静应力作用下的破坏是相同的（ ） 34. 钢铁材料，疲劳强度是材料经受次交变载荷作用而不断裂时的最大应力。（ ） 35. 不随时间发生变化的应力称为静应力。（ ） 36. 变应力只能由变载荷产生。（ ） 37. 提高表面质量可显著改善零件的疲劳寿命（ ） 38. 在对称循环应力作用下，零件承受的最大应力与最小应力绝对值相等、符号相反，因此平均应力为零。（ ） 39. 在材料和表面状态相同的条件下，轴肩处圆角半径越小，应力集中越严重，零件的疲劳强度越低。（ ） 40. 零件的工作应力低于材料的抗拉强度，就一定不会发生疲劳破坏。（ ） 四、简答题（本大题共4小题，每题5分，共20分） 41. 机械零件在交变应力作用下，失效形式是什么？与哪些因素有关？ 42. 下图为汽车上的钢板弹簧，请说明其属于哪种梁，并说明其特点。 43. 疲劳断裂和脆性断裂有何异同点？ 44. 一根传动轴在长期交变载荷作用下出现疲劳裂纹。说明提高该轴疲劳强度的主要措施，至少写出三项。 五、综合应用题（本大题共1小题，每题10分，共10分） 45. 某机床传动轴的危险截面承受弯矩，工作循环中的最大弯矩为1000 N·m，最小弯矩为－200 N·m，轴的直径为40 mm。轴材料的对称循环疲劳极限为240 MPa，抗拉强度为600 MPa。忽略应力集中和尺寸效应，按名义弯曲应力和古德曼直线公式进行校核。要求疲劳安全系数不小于2.20。 （1）计算该截面的弯曲应力幅和平均应力。 （2）按古德曼公式计算疲劳安全系数，判断传动轴是否满足要求。 （3）若仅通过增大轴径改进，且其他条件不变，计算满足要求所需的最小轴径，并说明工程上还可采取的两项改进措施。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $