第20练 剪切受力与变形（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20练，内容为：掌握零件剪切时受力、变形特点及了解零件剪切强度计算。 河北省（对口升学）一课一练 《机械基础》（高教版·第三版） 第20练 材料力学 第二十节 剪切受力与变形（二） 一、单项选择题 1. 工程中广泛应用的各种连接件，如销钉、铆钉、键等，主要发生______变形。（ ） A. 扭转 B. 压缩 C. 拉伸 D. 剪切 【答案】D 【解析】销钉、铆钉、键等连接件工作时通常承受与截面平行的外力作用，主要发生剪切变形。 2. 已知钢板厚δ= 2mm，其极限切应力τb=250MPa，若用冲床在钢板上冲出一个周长为100mm的圆孔，需要冲力（ ）KN。（ ） A. 50 B. 157 C. 100 D. 314 【答案】A 【解析】要在钢板上冲出孔，必须使剪切应力大于剪切强度极限，即： 3. 如图所示的插销穿过水平放置的平板上的圆孔，在其下端受一拉力P作用，该插销的剪切面积和挤压面积分别等于（ ） A. B. ，1/4π （D2-d2) C. ， D. ，1/4π （D2-d2) 【答案】B 4. 下列零件中没有剪切变形的是（ ） A. 销 B. 铆钉 C. 拉杆 D. 键 【答案】C 【解析】销、铆钉、键常用于连接并承受剪切作用，拉杆主要承受轴向拉伸，不属于剪切变形。 5. 某矩形橡胶垫下表面固定，上表面受水平力F作用而发生剪切变形。已知橡胶垫受剪面积为A，厚度为h，剪切弹性模量为G，且剪应力分布近似均匀。若保持F、A、G不变，仅将厚度h增大为原来的2倍，则上、下表面的相对错动量将（ ） A. 变为原来的1/2 B. 保持不变 C. 变为原来的2倍 D. 变为原来的4倍 【答案】C 【解析】剪切变形中，平均剪应力τ=F/A，剪应变γ=τ/G=F/AG，相对错动量Δ=γh=Fh/AG；当F、A、G不变而h增大为原来的2倍时，Δ也变为原来的2倍。 二、判断题 6. 剪力的方向与剪切面平行。（ ） 【答案】√ 【解析】剪力是沿剪切面方向作用的内力，因此其方向与剪切面平行。 7. 切应力是指物体在扭转时产生的应力。（ ） 【答案】× 【解析】切应力是指单位面积上的剪切力，不是特指在扭转时产生的应力。 8. 零件剪切强度提高可以通过增大剪切面积来实现。（ ） 【答案】√ 【解析】剪切应力等于剪力除以剪切面积，在剪力一定时，增大剪切面积可降低剪切应力，提高剪切强度。 9. 圆柱销连接中，当外力使被连接件沿一个截面发生相对错动趋势时，该圆柱销承受单剪切。（ ） 【答案】√ 【解析】单剪切是指构件只有一个剪切面承受剪切作用，圆柱销连接在外力作用下若仅沿一个截面产生相对错动趋势，则该销受单剪切。 10. 受剪切作用构件的剪切面总是平面。（ ） 【答案】× 【解析】实际构件的剪切面不一定总是平面，可能因结构和受力情况不同而呈现其他形式。 三、填空题 11. 剪切和挤压强度校核都采用了______计算方法，剪切应力不是均匀分布，采用平均切应力，挤压面积采用正投影面计算。 【答案】实用 【解析】剪切和挤压强度校核常采用实用计算方法，用平均应力或正投影面积近似计算。 12. 剪切变形的受力特点是构件受到一对______的力。 【答案】大小相等、方向相反、作用线平行且相距很近 【解析】剪切变形的受力特点是构件受到大小相等、方向相反、作用线平行且相距很近的一对外力作用。 13. 钢板厚为t，冲床冲头直径为d，今在钢板上冲出一个直径为d的圆孔，其剪切面面积为______。 【答案】 【解析】冲头给钢板向下的冲力，下面的砧座给钢板向上的力，这两个力大小相等、方向相反、作用线相距很近，分界线是一个圆柱面，所以剪切面是圆柱面，剪切面积是。 四、综合应用题 14. 某叉形接头用一个圆柱销连接拉杆，拉杆承受轴向拉力12 kN。已知圆柱销直径为12 mm，受双剪切；中间拉杆孔板厚度为10 mm。许用剪切应力为70 MPa，许用挤压应力为160 MPa，π取3.14。求：（1）圆柱销的剪切应力；（2）中间拉杆孔壁的挤压应力；（3）判断该连接是否安全。 【答案】（1）圆柱销的剪切应力约为53.1 MPa。 （2）中间拉杆孔壁的挤压应力为100 MPa。 （3）剪切应力和挤压应力均小于许用值，该连接安全。 【解析】（1）双剪切时剪切面积为两个圆截面积，，。 （2）孔壁挤压面积按直径与板厚的乘积计算，，。 （3）53.1 MPa小于70 MPa，100 MPa小于160 MPa，因此该销连接满足剪切和挤压强度要求。 15. 某钢板搭接接头采用3个相同铆钉连接，接头承受拉力48 kN，各铆钉受力均匀且均为单剪切。钢板厚度为8 mm，铆钉许用剪切应力为80 MPa，钢板孔壁许用挤压应力为160 MPa，π取3.14。求：（1）按剪切强度计算铆钉所需最小直径；（2）按挤压强度计算铆钉所需最小直径；（3）若选用直径16 mm铆钉，当载荷增大20%时判断接头是否安全，并说明改进措施。 【答案】（1）按剪切强度计算，铆钉最小直径约为16.0 mm。 （2）按挤压强度计算，铆钉最小直径为12.5 mm。 （3）载荷增大20%后，直径16 mm铆钉的剪切强度不满足要求，接头不安全；可增大铆钉直径或增加铆钉数量。 【解析】（1）每个铆钉受力，由得。 （2）挤压面积为，由得。 （3）载荷增大后每个铆钉受力，直径16 mm时，超过80 MPa，所以应从提高剪切承载能力方面改进。 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20练，内容为：掌握零件剪切时受力、变形特点及了解零件剪切强度计算。 河北省（对口升学）一课一练 《机械基础》（高教版·第三版） 第20练 材料力学 第二十节 剪切受力与变形（二） 一、单项选择题 1. 工程中广泛应用的各种连接件，如销钉、铆钉、键等，主要发生______变形。（ ） A. 扭转 B. 压缩 C. 拉伸 D. 剪切 2. 已知钢板厚δ= 2mm，其极限切应力τb=250MPa，若用冲床在钢板上冲出一个周长为100mm的圆孔，需要冲力（ ）KN。（ ） A. 50 B. 157 C. 100 D. 314 3. 如图所示的插销穿过水平放置的平板上的圆孔，在其下端受一拉力P作用，该插销的剪切面积和挤压面积分别等于（ ） A. B. ，1/4π （D2-d2) C. ， D. ，1/4π （D2-d2) 4. 下列零件中没有剪切变形的是（ ） A. 销 B. 铆钉 C. 拉杆 D. 键 5. 某矩形橡胶垫下表面固定，上表面受水平力F作用而发生剪切变形。已知橡胶垫受剪面积为A，厚度为h，剪切弹性模量为G，且剪应力分布近似均匀。若保持F、A、G不变，仅将厚度h增大为原来的2倍，则上、下表面的相对错动量将（ ） A. 变为原来的1/2 B. 保持不变 C. 变为原来的2倍 D. 变为原来的4倍 二、判断题 6. 剪力的方向与剪切面平行。（ ） 7. 切应力是指物体在扭转时产生的应力。（ ） 8. 零件剪切强度提高可以通过增大剪切面积来实现。（ ） 9. 圆柱销连接中，当外力使被连接件沿一个截面发生相对错动趋势时，该圆柱销承受单剪切。（ ） 10. 受剪切作用构件的剪切面总是平面。（ ） 三、填空题 11. 剪切和挤压强度校核都采用了______计算方法，剪切应力不是均匀分布，采用平均切应力，挤压面积采用正投影面计算。 12. 剪切变形的受力特点是构件受到一对______的力。 13. 钢板厚为t，冲床冲头直径为d，今在钢板上冲出一个直径为d的圆孔，其剪切面面积为______。 四、综合应用题 14. 某叉形接头用一个圆柱销连接拉杆，拉杆承受轴向拉力12 kN。已知圆柱销直径为12 mm，受双剪切；中间拉杆孔板厚度为10 mm。许用剪切应力为70 MPa，许用挤压应力为160 MPa，π取3.14。求：（1）圆柱销的剪切应力；（2）中间拉杆孔壁的挤压应力；（3）判断该连接是否安全。 15. 某钢板搭接接头采用3个相同铆钉连接，接头承受拉力48 kN，各铆钉受力均匀且均为单剪切。钢板厚度为8 mm，铆钉许用剪切应力为80 MPa，钢板孔壁许用挤压应力为160 MPa，π取3.14。求：（1）按剪切强度计算铆钉所需最小直径；（2）按挤压强度计算铆钉所需最小直径；（3）若选用直径16 mm铆钉，当载荷增大20%时判断接头是否安全，并说明改进措施。 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 学科网（北京）股份有限公司 $