第18练 拉压强度计算（二） 河北省（对口升学）《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，精心编制了河北省（对口升学）《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。 本卷是河北省（对口升学）《机械基础》（高教版·第三版）一课一练的第18练，内容为：掌握直杆轴向拉伸和压缩时的强度计算。 河北省（对口升学）一课一练 《机械基础》（高教版·第三版） 第18练 材料力学 第十八节 拉压强度计算（二） 一、单项选择题 1. 下列现象中，属于强度问题的是（ ） A. 起重机吊臂弯曲变形过大 B. 螺栓受拉后发生断裂 C. 细长杆受压时突然弯曲 D. 齿轮齿面磨损 【答案】B 【解析】A是刚度问题（变形超标）；B是强度问题（断裂属于破坏）；C是稳定性问题（失稳）；D是磨损问题，不属于强度或刚度范畴。 2. 用Q235材料制成长度为100mm的标准长试样做拉伸实验，当出现外载荷不增加而变形持续增加的现象时，此时外载荷约为（ ） A. 235KN B. 184.5KN C. 23.5KN D. 18.45KN 【答案】D 【解析】外载荷不增加而变形持续增加的现象为屈服现象，此时应力约为Q235钢的屈服强度235MPa。标准长试样长度L0=100mm，因L0=10d，得d=10mm，横截面积A=πd²/4≈78.5mm²，外载荷F=σsA=235×78.5≈18450N=18.45kN，故选D。 3. 某圆截面钢拉杆承受轴向拉力 F=31.4 kN，材料的许用拉应力 [σ]=100 MPa。若不考虑其他影响，则该拉杆所需的最小直径约为（ ）。 A. 10 mm B. 16 mm C. 20 mm D. 25 mm 【答案】C 【解析】拉杆强度条件为 σ=F/A≤[σ]，所以所需截面积 A≥F/[σ]=31.4×10³/100=314 mm²；圆截面 A=πd²/4，得 d≥(4A/π)=(4×314/3.14)=20 mm，因此选 C。 4. 下列措施中，不能提高构件强度的是（ ） A. 选用高强度材料 B. 增大构件横截面积 C. 减小构件工作载荷 D. 减小截面惯性矩 【答案】D 【解析】减小截面惯性矩会降低刚度，与强度无直接关联；A、B可提高承载能力，C可降低工作应力，均能提高强度。 5. 下列属于构件强度问题的是（ ） A. 机床主轴受力后变形过大影响加工精度 B. 桥梁在车辆荷载下发生断裂 C. 细长杆受压时产生弯曲变形 D. 弹簧受力后伸长量超过设计值 【答案】B 【解析】A、D是刚度问题（变形量超标）；B是强度问题（断裂属于破坏）；C是稳定性问题（细长杆受压失稳） 二、判断题 6. 强度是指构件抵抗变形的能力，刚度是指构件抵抗破坏的能力。（ ） 【答案】× 【解析】强度是抵抗破坏的能力，刚度是抵抗变形的能力，二者含义相反。 7. 轴向拉伸或压缩杆件的横截面正应力，可用轴向力除以横截面积计算。（ ） 【答案】√ 【解析】轴向拉压杆件受力通过截面形心时，横截面上的正应力按轴向力与面积之比计算。 8. 等截面直杆受轴向拉力作用时，其横截面上的正应力大小可用公式 σ=F/A 计算，其中 F 为轴向拉力，A 为横截面积。（ ） 【答案】√ 【解析】轴向拉伸或压缩时，杆件横截面上的内力为轴力，正应力等于轴力与横截面积之比，因此等截面直杆可用 σ=F/A 进行拉压强度计算。 9. 进行拉压强度校核时，只要杆件的工作应力大于许用应力，杆件就满足强度要求。（ ） 【答案】× 【解析】强度条件要求工作应力不超过许用应力。若工作应力大于许用应力，杆件可能发生强度破坏。 10. 在直杆轴向拉伸与压缩时，如果轴的材料强度达到临界值，最先发生的是材料断裂。（ ） 【答案】× 【解析】在直杆轴向拉伸与压缩时，当材料强度达到临界值，材料发生塑性变形，这是因为材料的弹性极限已经被超过，进入了塑性阶段，如果继续增加应力，会导致材料的断裂。 三、填空题 11. 某圆钢拉杆承受轴向拉力，计算横截面面积时应使用圆面积公式______。 【答案】 【解析】圆钢拉杆的横截面为圆形，其面积由直径决定，计算拉压应力前应先求出截面积。 12. 拉压杆件强度计算中，许用应力通常用符号______表示。 【答案】 【解析】许用应力是材料在安全条件下允许承受的最大工作应力，工程中常用表示。 13. 杆件拉压变形时，______最大的截面称为危险截面，它______是横截面积最小的截面。 【答案】① 正应力 ② 不一定 【解析】危险截面是杆件中正应力最大的截面。正应力大小与轴力和横截面积有关，截面积最小处不一定轴力最大，因此危险截面不一定是横截面积最小的截面。 四、综合应用题 14. 某起吊装置采用两根相同圆钢拉杆共同承受60 kN轴向拉力，载荷平均分配。材料许用应力为120 MPa，π取3.14。现有直径16 mm和18 mm两种圆钢可选。求：（1）每根拉杆承受的拉力；（2）分别计算两种圆钢的工作应力；（3）选择合适直径并说明理由。 【答案】（1）每根拉杆承受30 kN拉力。 （2）直径16 mm圆钢工作应力约为149.2 MPa；直径18 mm圆钢工作应力约为117.9 MPa。 （3）应选直径18 mm圆钢，因为其工作应力小于许用应力，直径16 mm圆钢不满足强度要求。 【解析】（1）两根拉杆平均受力，每根承受。 （2）直径16 mm面积为200.96 mm²，应力约149.2 MPa；直径18 mm面积为254.34 mm²，应力约117.9 MPa。 （3）强度校核应比较工作应力与许用应力，只有直径18 mm圆钢符合要求。 15. 一根直径为20 mm的圆钢拉杆，承受轴向拉力25 kN。已知材料许用应力为90 MPa，π取3.14。求：（1）拉杆横截面面积；（2）拉杆工作应力；（3）判断该拉杆是否满足强度要求。 【答案】（1）拉杆横截面面积为314 mm²。 （2）拉杆工作应力约为79.6 MPa。 （3）79.6 MPa小于90 MPa，该拉杆满足强度要求。 【解析】（1）按圆面积公式计算，代入直径20 mm得。 （2）轴向拉力25 kN换算为25000 N，工作应力为。 （3）工作应力未超过许用应力，所以该拉杆强度满足要求。 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，精心编制了河北省（对口升学）《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。 本卷是河北省（对口升学）《机械基础》（高教版·第三版）一课一练的第18练，内容为：掌握直杆轴向拉伸和压缩时的强度计算。 河北省（对口升学）一课一练 《机械基础》（高教版·第三版） 第18练 材料力学 第十八节 拉压强度计算（二） 一、单项选择题 1. 下列现象中，属于强度问题的是（ ） A. 起重机吊臂弯曲变形过大 B. 螺栓受拉后发生断裂 C. 细长杆受压时突然弯曲 D. 齿轮齿面磨损 2. 用Q235材料制成长度为100mm的标准长试样做拉伸实验，当出现外载荷不增加而变形持续增加的现象时，此时外载荷约为（ ） A. 235KN B. 184.5KN C. 23.5KN D. 18.45KN 3. 某圆截面钢拉杆承受轴向拉力 F=31.4 kN，材料的许用拉应力 [σ]=100 MPa。若不考虑其他影响，则该拉杆所需的最小直径约为（ ）。 A. 10 mm B. 16 mm C. 20 mm D. 25 mm 4. 下列措施中，不能提高构件强度的是（ ） A. 选用高强度材料 B. 增大构件横截面积 C. 减小构件工作载荷 D. 减小截面惯性矩 5. 下列属于构件强度问题的是（ ） A. 机床主轴受力后变形过大影响加工精度 B. 桥梁在车辆荷载下发生断裂 C. 细长杆受压时产生弯曲变形 D. 弹簧受力后伸长量超过设计值 二、判断题 6. 强度是指构件抵抗变形的能力，刚度是指构件抵抗破坏的能力。（ ） 7. 轴向拉伸或压缩杆件的横截面正应力，可用轴向力除以横截面积计算。（ ） 8. 等截面直杆受轴向拉力作用时，其横截面上的正应力大小可用公式 σ=F/A 计算，其中 F 为轴向拉力，A 为横截面积。（ ） 9. 进行拉压强度校核时，只要杆件的工作应力大于许用应力，杆件就满足强度要求。（ ） 10. 在直杆轴向拉伸与压缩时，如果轴的材料强度达到临界值，最先发生的是材料断裂。（ ） 三、填空题 11. 某圆钢拉杆承受轴向拉力，计算横截面面积时应使用圆面积公式______。 12. 拉压杆件强度计算中，许用应力通常用符号______表示。 13. 杆件拉压变形时，______最大的截面称为危险截面，它______是横截面积最小的截面。 四、综合应用题 14. 某起吊装置采用两根相同圆钢拉杆共同承受60 kN轴向拉力，载荷平均分配。材料许用应力为120 MPa，π取3.14。现有直径16 mm和18 mm两种圆钢可选。求：（1）每根拉杆承受的拉力；（2）分别计算两种圆钢的工作应力；（3）选择合适直径并说明理由。 15. 一根直径为20 mm的圆钢拉杆，承受轴向拉力25 kN。已知材料许用应力为90 MPa，π取3.14。求：（1）拉杆横截面面积；（2）拉杆工作应力；（3）判断该拉杆是否满足强度要求。 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 $