第9练 构件性能提升 重庆市（对口招生）《机械基础》（高教版·第三版） 一课一练

编写说明：考虑到中职学生普遍基础知识相对薄弱的情况，我们依据支架式教学理念，精心编制了重庆市（对口招生）《机械基础》（高教版·第三版）一课一练。专辑里的每一份练习，都与课堂所授知识点紧密相关，题目围绕课堂所学知识点呈现。目的在于激发学生的学习兴趣，培养他们的学习自觉性，帮助学生扎实掌握课程的基本概念与基本方法，为他们后续的逐步提升奠定坚实基础。 本卷是重庆市（对口招生）《机械基础》（高教版·第三版）一课一练的第9练，内容涵盖了解提高构件强度、刚度和稳定性的措施。 重庆市（对口招生）一课一练 《机械基础》（高教版·第三版） 第2节 强度与刚度 第9练 构件性能提升 一、单项选择题 1. 承受拉伸载荷的杆件在危险处应力偏大时，常用的改进方法是（ ） A. 增大危险截面尺寸 B. 减少支承接触面积 C. 加长杆件悬伸部分 D. 降低材料弹性模量 【答案】A 【解析】拉伸或压缩杆件的正应力与截面积有关，在载荷不变时增大危险处截面积可降低应力，从而提高承载能力。减少接触面积或加长悬伸部分反而可能使受力状态变差。 2. 在材料用量基本相同的条件下，为提高梁的抗弯刚度，较合理的措施是（ ） A. 采用圆棒实心截面 B. 采用工字形截面 C. 采用细长矩形截面 D. 采用低弹性材料 【答案】B 【解析】梁的抗弯刚度与材料弹性模量和截面惯性矩有关。工字形截面能把较多材料布置在远离中性轴的位置，较有效地增大截面惯性矩，因此抗弯刚度较高。 3. 细长压杆在轴向压力作用下容易发生失稳，工程中常用的改进措施是（ ） A. 增大表面粗糙度 B. 降低端部约束 C. 增加杆件工作温度 D. 设置中间支承 【答案】D 【解析】细长压杆的稳定性与杆长、端部约束和截面形状有关。设置中间支承可以缩短压杆的有效长度，提高临界载荷，从而改善稳定性。 4. 一根圆钢拉杆承受轴向拉力，原直径为20 mm，若改为直径40 mm且载荷不变，其正应力约为原来的（ ） A. 二分之一 B. 四分之一 C. 二倍 D. 四倍 【答案】B 【解析】圆截面积与直径的平方成正比，直径由20 mm增至40 mm时，截面积变为原来的四倍。在载荷不变时正应力与截面积成反比，所以正应力约为原来的四分之一。 5. 某机架横梁在工作时产生明显弯曲变形，且局部焊缝附近出现应力集中。若要求同时改善变形和薄弱处受力，最合理的方案是（ ） A. 仅提高表面粗糙度 B. 仅缩短涂装时间 C. 增大截面并圆角过渡 D. 增加悬伸并减薄腹板 【答案】C 【解析】横梁弯曲变形偏大时，可通过增大截面惯性矩提高刚度；焊缝附近应力集中时，采用圆角过渡可减小局部应力峰值。该方案同时针对变形和薄弱部位受力问题，工程上更合理。 二、填空题 6. 在载荷不变时，构件危险截面面积增大，其工作应力通常会______。 【答案】减小 【解析】构件的工作应力与受力面积密切相关，在轴向载荷一定时，截面积越大，单位面积上承受的力越小，因此工作应力会降低。 7. 提高梁类构件刚度时，常通过改变截面形状来增大截面的______。 【答案】惯性矩 【解析】梁的弯曲变形与截面惯性矩有关，截面惯性矩越大，梁抵抗弯曲变形的能力越强。因此合理布置截面材料是提高刚度的重要措施。 8. 为减小阶梯轴轴肩处的应力集中，常在截面突变处采用______过渡。 【答案】圆角 【解析】截面突变处容易形成应力集中，圆角过渡能使力的传递更加平缓，降低局部最大应力。尖角或突然变化的结构会削弱构件的承载可靠性。 三、填空题 6. 在载荷不变时，构件危险截面面积增大，其工作应力通常会______。 【答案】减小 【解析】构件的工作应力与受力面积密切相关，在轴向载荷一定时，截面积越大，单位面积上承受的力越小，因此工作应力会降低。 7. 提高梁类构件刚度时，常通过改变截面形状来增大截面的______。 【答案】惯性矩 【解析】梁的弯曲变形与截面惯性矩有关，截面惯性矩越大，梁抵抗弯曲变形的能力越强。因此合理布置截面材料是提高刚度的重要措施。 8. 为减小阶梯轴轴肩处的应力集中，常在截面突变处采用______过渡。 【答案】圆角 【解析】截面突变处容易形成应力集中，圆角过渡能使力的传递更加平缓，降低局部最大应力。尖角或突然变化的结构会削弱构件的承载可靠性。 四、综合题 9. 某设备支架由两根竖直细长杆支承，上端承受较大压力。运行一段时间后，支架出现侧向弯曲趋势，但杆件材料尚未达到许用强度。试分析该支架主要存在什么性能问题，并提出两项改进措施。 【答案】该支架主要存在稳定性不足的问题。可在两根竖直杆之间增设横向或斜向连接件，以缩短受压杆的有效长度；也可增大杆件截面尺寸或改用惯性半径较大的截面形式，以提高抗失稳能力。 【解析】受压细长杆即使材料强度未达到极限，也可能先发生整体失稳。提高稳定性的关键是减小有效长度、增强端部或中间约束，并选用更有利于抗弯曲的截面形式。 10. 某传动轴原设计在轴肩处采用直角过渡，工作中该处多次发生裂纹。现要求在不明显增加零件质量的前提下提高可靠性。请从结构设计角度说明裂纹易出现的原因，并提出改进方案。 【答案】裂纹易出现的原因是轴肩直角过渡造成截面突变，应力在局部集中。改进方案是在轴肩处采用合适半径的圆角过渡，必要时配合卸荷槽，并保证过渡处表面加工质量，以减小局部应力集中。 【解析】阶梯轴的直角轴肩会使受力传递不平缓，交变载荷作用下更容易在局部形成裂纹。采用圆角、卸荷槽和较好的表面质量，可降低局部最大应力，从而提高构件强度和疲劳可靠性。 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 学科网（北京）股份有限公司 $ 编写说明：考虑到中职学生普遍基础知识相对薄弱的情况，我们依据支架式教学理念，精心编制了重庆市（对口招生）《机械基础》（高教版·第三版）一课一练。专辑里的每一份练习，都与课堂所授知识点紧密相关，题目围绕课堂所学知识点呈现。目的在于激发学生的学习兴趣，培养他们的学习自觉性，帮助学生扎实掌握课程的基本概念与基本方法，为他们后续的逐步提升奠定坚实基础。 本卷是重庆市（对口招生）《机械基础》（高教版·第三版）一课一练的第9练，内容涵盖了解提高构件强度、刚度和稳定性的措施。 重庆市（对口招生）一课一练 《机械基础》（高教版·第三版） 第2节 强度与刚度 第9练 构件性能提升 一、单项选择题 1. 承受拉伸载荷的杆件在危险处应力偏大时，常用的改进方法是（ ） A. 增大危险截面尺寸 B. 减少支承接触面积 C. 加长杆件悬伸部分 D. 降低材料弹性模量 2. 在材料用量基本相同的条件下，为提高梁的抗弯刚度，较合理的措施是（ ） A. 采用圆棒实心截面 B. 采用工字形截面 C. 采用细长矩形截面 D. 采用低弹性材料 3. 细长压杆在轴向压力作用下容易发生失稳，工程中常用的改进措施是（ ） A. 增大表面粗糙度 B. 降低端部约束 C. 增加杆件工作温度 D. 设置中间支承 4. 一根圆钢拉杆承受轴向拉力，原直径为20 mm，若改为直径40 mm且载荷不变，其正应力约为原来的（ ） A. 二分之一 B. 四分之一 C. 二倍 D. 四倍 5. 某机架横梁在工作时产生明显弯曲变形，且局部焊缝附近出现应力集中。若要求同时改善变形和薄弱处受力，最合理的方案是（ ） A. 仅提高表面粗糙度 B. 仅缩短涂装时间 C. 增大截面并圆角过渡 D. 增加悬伸并减薄腹板 二、填空题 6. 在载荷不变时，构件危险截面面积增大，其工作应力通常会______。 7. 提高梁类构件刚度时，常通过改变截面形状来增大截面的______。 8. 为减小阶梯轴轴肩处的应力集中，常在截面突变处采用______过渡。 三、填空题 6. 在载荷不变时，构件危险截面面积增大，其工作应力通常会______。 7. 提高梁类构件刚度时，常通过改变截面形状来增大截面的______。 8. 为减小阶梯轴轴肩处的应力集中，常在截面突变处采用______过渡。 四、综合题 9. 某设备支架由两根竖直细长杆支承，上端承受较大压力。运行一段时间后，支架出现侧向弯曲趋势，但杆件材料尚未达到许用强度。试分析该支架主要存在什么性能问题，并提出两项改进措施。 10. 某传动轴原设计在轴肩处采用直角过渡，工作中该处多次发生裂纹。现要求在不明显增加零件质量的前提下提高可靠性。请从结构设计角度说明裂纹易出现的原因，并提出改进方案。 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 学科网（北京）股份有限公司 $