第2练 拉伸试验与强度指标 山东省（春季高考）机电技术类《金属材料与钳工技术》（高教版）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，精心编制了山东省（春季高考）机电技术类《金属材料与钳工技术》（高教版）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。 本卷是山东省（春季高考）机电技术类《金属材料与钳工技术》（高教版）一课一练的第2练，内容涵盖金属材料的力学性能 1.2 拉伸试验与强度指标。 山东省（春季高考）机电技术类 一课一练 《金属材料与钳工技术》（高教版）第2练 金属材料的力学性能 1.2 拉伸试验与强度指标 一、单项选择题 1．观察图中试样在拉伸试验机上被夹持并沿轴线受拉的状态，该试验主要用于测定材料的哪类性能（ ） A．材料的切削加工性能 B．材料的拉伸力学性能 C．材料的铸造成形性能 D．材料的焊接接头性能 【答案】B 【解析】拉伸试验通过对试样施加轴向拉力并记录载荷与变形，能够评价材料的强度等力学性能，因此主要用于测定材料的抗拉承载能力和变形特征。 2．在拉伸试验中，试样开始产生明显塑性变形时对应的应力指标通常称为（ ） A．弹性模量 B．抗拉强度 C．屈服强度 D．断后伸长率 【答案】C 【解析】屈服强度表示材料开始发生明显塑性变形时所承受的应力，它反映材料抵抗塑性变形的能力。 3．自动化生产线的夹紧机构承受反复夹紧载荷，为减少夹紧后零件发生永久变形，选材时应重点关注材料的（ ） A．屈服强度 B．抗拉强度 C．断后伸长率 D．断面收缩率 【答案】A 【解析】夹紧机构需要在工作载荷下保持尺寸和位置稳定，因此应重点考察屈服强度，屈服强度较高的材料更能抵抗夹紧载荷引起的塑性变形。 4．关于抗拉强度的说法，正确的是（ ） A．它表示试样刚开始弹性变形时的应力 B．它表示试样开始塑性变形时的应力 C．它表示试样断裂瞬间的最小应力 D．它表示试样拉伸过程中承受的最大应力 【答案】D 【解析】抗拉强度是拉伸过程中试样承受的最大应力，反映材料抵抗拉断的最大承载能力，但它不能直接等同于材料开始塑性变形的应力。 二、判断题 5．抗拉强度表示材料开始产生明显塑性变形时的应力（ ） 【答案】× 【解析】材料开始产生明显塑性变形时对应的主要指标是屈服强度，而抗拉强度表示拉伸过程中材料承受的最大应力。 6．对于液压站安装支架，若工作载荷可能使支架产生永久变形，选材时应校核材料的屈服强度（ ） 【答案】√ 【解析】液压站安装支架若超过屈服强度会产生塑性变形并影响设备安装精度，因此选材时需要校核屈服强度。 7．同一材料的拉伸试验中，抗拉强度通常大于屈服强度，二者分别反映材料抵抗最大拉断和开始塑性变形的能力（ ） 【答案】√ 【解析】抗拉强度对应拉伸过程中的最大应力，屈服强度对应明显塑性变形开始时的应力，因此二者用途不同且通常抗拉强度高于屈服强度。 三、简答题 8．在机电设备装调中，需要根据钢制传动连接件的拉伸试验结果判断其承载适用性。请说明拉伸试验的一般过程，并指出屈服强度和抗拉强度各自的含义及选材意义。 【答案】1. 制备尺寸和形状符合要求的钢制拉伸试样，检查试样表面和标距，避免明显缺陷影响结果。 2. 将试样沿轴线正确夹紧在拉伸试验机上，保证受力方向与试样轴线一致，逐渐施加拉力并记录载荷、变形和断裂情况。 3. 屈服强度是试样开始产生明显塑性变形时对应的应力，主要反映材料抵抗永久变形的能力；传动连接件若屈服强度不足，工作后可能出现变形、松动或定位误差。 4. 抗拉强度是拉伸过程中试样承受的最大应力，主要反映材料抵抗拉断的能力；连接件承受较大拉力时应保证抗拉强度满足要求，同时还要结合屈服强度判断其正常工作是否安全。 5. 选材时应根据零件的实际载荷和允许变形要求，综合比较屈服强度与抗拉强度，并通过同批材料试验或质量检验确认性能稳定。 【解析】拉伸试验通过规范试样、正确装夹和逐渐加载获得材料的受力与变形数据，屈服强度用于评价抗永久变形能力，抗拉强度用于评价抗最大拉断能力，二者共同为机电连接件的安全选材和质量控制提供依据。 四、计算题 9．某钢制自动化设备连接杆的拉伸试样原始截面积为。试验测得试样开始屈服时的载荷为，拉伸过程中最大载荷为。求该材料的屈服强度和抗拉强度，并说明这两个指标对连接杆选材的意义。 【答案】屈服强度：抗拉强度：因此，该材料的屈服强度为，抗拉强度为。选用该材料制作连接杆时，正常工作载荷应低于屈服承载能力，以防止连接杆产生永久变形；同时还应校核抗拉强度，防止过载拉断。 【解析】工程应力等于载荷除以原始截面积，屈服载荷计算得到屈服强度，最大载荷计算得到抗拉强度；屈服强度控制零件工作时的永久变形，抗拉强度控制材料达到最大承载能力后的断裂风险。 五、综合题 10．某数控设备的液压夹紧机构在长期运行后出现夹紧位置逐渐偏移。检修发现夹紧杆没有断裂，但杆端发生了轻微永久弯曲。现有两种钢材拉伸试验数据如下：材料甲的屈服强度为、抗拉强度为；材料乙的屈服强度为、抗拉强度为。该夹紧杆正常工作时承受的最大等效拉应力为，偶发卡滞时可能达到。请完成材料选择、故障分析和质量控制要求。 【答案】1. 应优先选择材料乙制作夹紧杆，因为正常工作应力为，已经超过材料甲的屈服强度，而低于材料乙的屈服强度；材料乙在正常工作时不易产生永久变形。2. 夹紧杆发生轻微永久弯曲的主要原因是材料甲的屈服强度低于实际工作应力，长期运行中反复超过屈服范围，使杆端逐渐产生塑性变形；杆件未断裂是因为工作应力和卡滞应力仍低于材料甲的抗拉强度，但这不表示其工作状态合格。3. 材料乙在正常工作状态下满足屈服强度要求，偶发卡滞应力低于其抗拉强度，但已经超过其屈服强度，因此仍需设置过载保护或及时排除卡滞，不能依靠材料强度长期承受卡滞载荷。4. 维护时应测量夹紧杆直线度和夹紧位置，检查液压压力、导向部位及卡滞原因；发现永久弯曲后应更换或修复夹紧杆，并复核夹紧精度。5. 质量控制时应核验材料的屈服强度和抗拉强度检验记录，按规定抽检同批材料，并在装机后进行额定载荷试运行，确认夹紧机构无永久变形和位置偏移。 【解析】材料甲在正常工作应力下已发生屈服，能够解释夹紧杆的永久弯曲；材料乙的屈服强度更高，适合降低正常工作时的塑性变形风险，但卡滞应力仍超过材料乙的屈服强度，所以必须结合过载保护、故障排除和装机检验保证夹紧机构安全运行。 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，精心编制了山东省（春季高考）机电技术类《金属材料与钳工技术》（高教版）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。 本卷是山东省（春季高考）机电技术类《金属材料与钳工技术》（高教版）一课一练的第2练，内容涵盖金属材料的力学性能 1.2 拉伸试验与强度指标。 山东省（春季高考）机电技术类 一课一练 《金属材料与钳工技术》（高教版）第2练 金属材料的力学性能 1.2 拉伸试验与强度指标 一、单项选择题 1．观察图中试样在拉伸试验机上被夹持并沿轴线受拉的状态，该试验主要用于测定材料的哪类性能（ ） A．材料的切削加工性能 B．材料的拉伸力学性能 C．材料的铸造成形性能 D．材料的焊接接头性能 2．在拉伸试验中，试样开始产生明显塑性变形时对应的应力指标通常称为（ ） A．弹性模量 B．抗拉强度 C．屈服强度 D．断后伸长率 3．自动化生产线的夹紧机构承受反复夹紧载荷，为减少夹紧后零件发生永久变形，选材时应重点关注材料的（ ） A．屈服强度 B．抗拉强度 C．断后伸长率 D．断面收缩率 4．关于抗拉强度的说法，正确的是（ ） A．它表示试样刚开始弹性变形时的应力 B．它表示试样开始塑性变形时的应力 C．它表示试样断裂瞬间的最小应力 D．它表示试样拉伸过程中承受的最大应力 二、判断题 5．抗拉强度表示材料开始产生明显塑性变形时的应力（ ） 6．对于液压站安装支架，若工作载荷可能使支架产生永久变形，选材时应校核材料的屈服强度（ ） 7．同一材料的拉伸试验中，抗拉强度通常大于屈服强度，二者分别反映材料抵抗最大拉断和开始塑性变形的能力（ ） 三、简答题 8．在机电设备装调中，需要根据钢制传动连接件的拉伸试验结果判断其承载适用性。请说明拉伸试验的一般过程，并指出屈服强度和抗拉强度各自的含义及选材意义。 答： 四、计算题 9．某钢制自动化设备连接杆的拉伸试样原始截面积为。试验测得试样开始屈服时的载荷为，拉伸过程中最大载荷为。求该材料的屈服强度和抗拉强度，并说明这两个指标对连接杆选材的意义。 答： 五、综合题 10．某数控设备的液压夹紧机构在长期运行后出现夹紧位置逐渐偏移。检修发现夹紧杆没有断裂，但杆端发生了轻微永久弯曲。现有两种钢材拉伸试验数据如下：材料甲的屈服强度为、抗拉强度为；材料乙的屈服强度为、抗拉强度为。该夹紧杆正常工作时承受的最大等效拉应力为，偶发卡滞时可能达到。请完成材料选择、故障分析和质量控制要求。 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 $