问答题
已知某钢材的力学性能为σ
-1
=500MPa，σ
s
=1000MPa，σ
0
=800MPa。
(1)试按比例绘制该材料的简化疲劳极限应力图；
(2)由该材料制成的零件，承受非对称循环应力，其应力循环特性r=0.3，工作应力σ max =800MPa，零件的有效应力集中系数k σ =1.49，零件的尺寸系数ε σ =0.83，表面状态系数β=1，按简单加载情况在下图中标出工作应力点及对应的极限应力点；
(3)判断该零件的强度是否满足要求。
(1)试按比例绘制该材料的简化疲劳极限应力图；
(2)由该材料制成的零件，承受非对称循环应力，其应力循环特性r=0.3，工作应力σ max =800MPa，零件的有效应力集中系数k σ =1.49，零件的尺寸系数ε σ =0.83，表面状态系数β=1，按简单加载情况在下图中标出工作应力点及对应的极限应力点；
(3)判断该零件的强度是否满足要求。
【正确答案】
【答案解析】解题要点：
(1)绘制材料的简化疲劳极限应力图。
因材料为塑性材料，故极限应力图用σ m -σ a 极限应力图表示。确定极限应力图折线ABS上的各点坐标：A(0,σ -1 )、S(σ s ,0)及B(σ 0 /2,σ 0 /2)，代入数值后为：A(0,500)、B(400,400)及S(1000,0)，连接直线AB与自点S作与横坐标轴成135°的斜线交于点E，则ABES折线为极限应力图(见下图)。
(2)绘制零件的许用极限应力图。
由题意寿命系数K N =1.0，对材料的极限应力曲线进行修正。
点A对应的点A"的坐标为
，式中
，代入数据后为A"(0,278.5)。
点B对应的点B"的坐标为
，代入数据后为B"(400,222.8)。
对点S不必进行修正。连接A"B"线与原SE线交于点E"，则零件的许用极限应力折线图为A"B"E"S。
(3)确定工作应力点M的坐标。
(1)绘制材料的简化疲劳极限应力图。
因材料为塑性材料，故极限应力图用σ m -σ a 极限应力图表示。确定极限应力图折线ABS上的各点坐标：A(0,σ -1 )、S(σ s ,0)及B(σ 0 /2,σ 0 /2)，代入数值后为：A(0,500)、B(400,400)及S(1000,0)，连接直线AB与自点S作与横坐标轴成135°的斜线交于点E，则ABES折线为极限应力图(见下图)。
(2)绘制零件的许用极限应力图。
由题意寿命系数K N =1.0，对材料的极限应力曲线进行修正。
点A对应的点A"的坐标为
，式中
，代入数据后为A"(0,278.5)。
点B对应的点B"的坐标为
，代入数据后为B"(400,222.8)。
对点S不必进行修正。连接A"B"线与原SE线交于点E"，则零件的许用极限应力折线图为A"B"E"S。
(3)确定工作应力点M的坐标。