第7练 金属材料力学性能 河南省（对口招生）汽车运用与维修类《汽车机械常识》（高教版·第2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，精心编制了河南省（对口招生）汽车运用与维修类《汽车机械常识》（高教版·第2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。 本卷是河南省（对口招生）汽车运用与维修类《汽车机械常识》（高教版·第2版）一课一练的第7练，内容涵盖项目一 走进汽车机械 1-3 金属材料力学性能。 河南省（对口招生）汽车运用与维修类 一课一练 《汽车机械常识》（高教版·第2版）第7练 项目一 走进汽车机械 1-3 金属材料力学性能 一、填空题 1．金属材料在力的作用下表现出来的性能称为力学性能，主要包括强度、塑性、硬度、韧性和________等。 2．金属材料抵抗永久变形和断裂的能力称为________。 3．汽车上的轴、齿轮、弹簧等零件常在循环载荷下工作，选材时应重点考虑材料的________。 二、单项选择题 4．观察下图所示圆柱形拉伸试样，拉伸试验中试样被拉断前抵抗永久变形和断裂的能力，主要反映材料的（ ） A．强度 B．塑性 C．硬度 D．韧性 5．拉伸试样被拉断后，若断后伸长率和断面收缩率较大，说明该金属材料的哪项性能较好？（ ） A．塑性 B．硬度 C．韧性 D．疲劳强度 6．汽车零件受到突然冲击载荷时，选材应重点考虑材料在断裂前吸收变形能量的能力，这种能力称为（ ） A．强度 B．韧性 C．硬度 D．塑性 三、判断题 7．金属材料的强度越高，表示其在断裂前发生永久变形的能力越强（ ） 8．布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度都可用于表示金属材料抵抗压痕等局部变形的能力（ ） 9．汽车弹簧长期承受交变载荷时，硬度指标能够替代疲劳强度指标评价其抗疲劳失效能力（ ） 四、综合题 10．维修车间对一辆轻型货车的传动轴连接叉进行失效分析：该连接叉长期承受发动机输出转矩变化带来的交变载荷，车辆急加速或过坑时还会受到冲击载荷。检修员对候选金属材料做拉伸试验，试样原始标距，拉断后对接测得标距；原始横截面积，断后最小横截面积。请完成：①计算该材料的断后伸长率和断面收缩率；②说明这两个指标主要反映哪项力学性能；③结合该连接叉工况，指出选材时除该性能外还应重点关注哪两项力学性能，并说明理由。 答： 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《汽车机械常识》（高教版·第2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《汽车机械常识》（高教版·第2版）一课一练的第7练，内容涵盖项目一 走进汽车机械 1-3 金属材料力学性能。 《汽车机械常识》（高教版）第7练 项目一 走进汽车机械 1-3 金属材料力学性能 一、填空题 1. 金属材料在力的作用下表现出来的性能称为力学性能，主要包括强度、塑性、硬度、韧性和________等。 【答案】疲劳强度 【解析】疲劳强度属于金属材料重要的力学性能，用来评价材料在循环应力作用下抵抗疲劳断裂的能力。 2. 金属材料抵抗永久变形和断裂的能力称为________。 【答案】强度 【解析】强度反映材料在受力时抵抗塑性变形和断裂的能力，是判断零件能否承受载荷的重要依据。 3. 汽车上的轴、齿轮、弹簧等零件常在循环载荷下工作，选材时应重点考虑材料的________。 【答案】疲劳强度 【解析】循环载荷容易使零件在长期工作后发生疲劳断裂，因此这类零件选材时需要关注材料能承受反复应力而不断裂的能力。 二、单项选择题 4. 观察下图所示圆柱形拉伸试样，拉伸试验中试样被拉断前抵抗永久变形和断裂的能力，主要反映材料的（ ） [图片插入失败：img_00593_01.jpeg] A．强度 B．塑性 C．硬度 D．韧性 【答案】A 【解析】拉伸试验可用于评价材料在外力作用下抵抗永久变形和断裂的能力，这属于强度指标。塑性是指材料在载荷作用下产生永久变形而不破坏的能力，侧重于变形量的大小；硬度是指材料抵抗局部变形，如压痕或划痕的能力；韧性是指材料在冲击载荷作用下吸收能量、抵抗断裂的能力。因此，B、C、D选项不符合题干描述。 5. 拉伸试样被拉断后，若断后伸长率和断面收缩率较大，说明该金属材料的哪项性能较好？（ ） A．塑性 B．硬度 C．韧性 D．疲劳强度 【答案】A 【解析】断后伸长率和断面收缩率是衡量材料断裂前发生永久变形能力的指标，数值较大说明材料塑性较好。硬度看材料抵抗压痕等局部变形的能力，韧性看材料受冲击时吸收能量的能力，疲劳强度看材料在循环应力下抵抗疲劳断裂的能力，均不是这两个拉伸试验指标直接评价的性能。 6. 汽车零件受到突然冲击载荷时，选材应重点考虑材料在断裂前吸收变形能量的能力，这种能力称为（ ） A．强度 B．韧性 C．硬度 D．塑性 【答案】B 【解析】韧性表示金属材料在断裂前吸收变形能量的能力，可用来衡量材料抵抗冲击载荷的能力。强度侧重一般受力条件下抵抗塑性变形和断裂，硬度侧重抵抗表面压痕或划痕，塑性侧重断裂前产生永久变形，冲击载荷下的吸能抗断裂能力主要对应韧性。 三、判断题 7. 金属材料的强度越高，表示其在断裂前发生永久变形的能力越强（ ） 【答案】× 【解析】强度表示材料抵抗永久变形和断裂的能力，而断裂前发生永久变形的能力主要属于塑性，因此把强度等同于塑性是错误的。 8. 布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度都可用于表示金属材料抵抗压痕等局部变形的能力（ ） 【答案】√ 【解析】硬度是衡量金属材料软硬程度的性能指标，反映材料抵抗局部变形、压痕或划痕的能力，布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度都是常用硬度指标。 9. 汽车弹簧长期承受交变载荷时，硬度指标能够替代疲劳强度指标评价其抗疲劳失效能力（ ） 【答案】× 【解析】汽车弹簧长期承受交变载荷，主要失效风险之一是疲劳断裂，选材和检验时应重视疲劳强度。硬度反映材料抵抗局部压痕或划痕的能力，不能直接评价材料在反复应力作用下抵抗疲劳失效的能力，因此不能用硬度指标替代疲劳强度指标。 四、综合题 10. 维修车间对一辆轻型货车的传动轴连接叉进行失效分析：该连接叉长期承受发动机输出转矩变化带来的交变载荷，车辆急加速或过坑时还会受到冲击载荷。检修员对候选金属材料做拉伸试验，试样原始标距L0=50 mm，拉断后对接测得标距L1=62 mm；原始横截面积S0=80 mm²，断后最小横截面积S1=56 mm²。请完成：①计算该材料的断后伸长率和断面收缩率；②说明这两个指标主要反映哪项力学性能；③结合该连接叉工况，指出选材时除该性能外还应重点关注哪两项力学性能，并说明理由。 【答案】①断后伸长率A=(L1-L0)/L0×100%=(62-50)/50×100%=24%。断面收缩率Z=(S0-S1)/S0×100%=(80-56)/80×100%=30%。②断后伸长率和断面收缩率主要反映材料的塑性，数值越大，说明材料断裂前发生永久变形的能力越强。③该传动轴连接叉长期承受交变载荷，应重点关注疲劳强度，因为疲劳强度越高，材料在循环应力作用下越不容易发生突然断裂；车辆急加速或过坑时会受到冲击载荷，还应重点关注韧性，因为韧性表示材料断裂前吸收变形能量的能力，韧性好有利于抵抗冲击断裂。 【解析】拉伸试验中，断后伸长率用拉断后的标距伸长量与原始标距之比表示，断面收缩率用断后缩颈处面积减少量与原始面积之比表示，所以分别代入题给数据可得24%和30%。这两个指标都是判断金属材料塑性好坏的重要指标。传动轴连接叉在工作中既承受反复变化的循环载荷，又可能受到瞬时冲击，因此只看塑性不够，还要考虑疲劳强度和韧性：疲劳强度关系到零件在循环应力下的寿命，韧性关系到零件抵抗冲击载荷时是否容易脆断。 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 $