第三章 直杆的基本变形《机械基础》（高教版·第3版）天津市（职教高考）机械类 单元过关卷

天津市（职教高考）机械类 《机械基础》（高教版·第3版） 第三章 直杆的基本变形 单元过关卷 考试时间：90分钟 满分：100分 班级：__________ 姓名：__________ 学号：__________ 成绩：__________ 一、单项选择题（每小题 3 分，共 60 分） 1．杆件在外力的作用下产生变形，其内部的一部分对另一部分的作用称为（ ） A．内力 B．扭矩 C．应力 D．剪力 【答案】A 【详解】杆件在外力的作用下产生变形，其内部的一部分对另一部分的作用称为内力。 2．材料力学中求内力的普遍方法是（ ） A．几何法 B．解析法 C．投影法 D．截面法 【答案】D 【详解】材料力学中求内力的普遍方法是截面法 3．在拉伸力学实验时，试样拉断前能承受的最大应力称为材料的（ ） A．屈服极限 B．抗拉强度极限 C．弹性极限 D．比例极限 【答案】B 【详解】当应力达到轻度极限后，在试件比较薄弱处的横截面上产生急剧的局部收缩，最后导致试件在横截面上断裂。试样拉断前能承受的最大应力称为材料的抗拉强度极限 4．应力的单位是______。（ ） A．N B．Pa C．kg D．m 【答案】B 5．杆件挤压时的应力是______应力。（ ） A．正 B．拉 C．压 D．切 【答案】A 6．当圆轴两端受到一对等值、反向且作用面垂直于圆轴轴线的力偶作用时，圆轴将发生（ ） A．剪切变形 B．弯曲变形 C．拉压变形 D．扭转变形 【答案】D 7．一端固定铰支，另一端自由的梁是（ ） A．悬臂梁 B．简支梁 C．外伸梁 D．工字梁 【答案】A 8．如图所示杆件，1-1载面、2-2截面、3-3截面上的轴力分别为（ ） A．F，2F，2F B．F，3F，5F C．2F，3F，2F D．F，F，2F 【答案】D 【详解】(1) 取1-1截面左段杆为研究对象画出受力图右图。(2) （2）取2-2截面右段杆为研究对象，画出受力图如右图。列平衡方程如下： （压力）(3)90取3-3截面右段杆为研究对象，画出受力图如右图。列平衡方程如下： （拉力） 9．使用截面法求某截面内力时，需在该截面（ ） A．左侧列平衡方程 B．右侧列平衡方程 C．两侧同时列平衡方程 D．任意一侧列平衡方程 【答案】D 10．几何尺寸相同的两根杆件．其弹性模量分别为，=60 GPa，在弹性变形范围内两者的轴力相同，这时产生的应变的比值(ε1 /ε2 )应为（ ） A． B．1 C．2 D．3 【答案】A 【详解】根据Σ=Eε得，两者为反比例函数，故选A 11．两根圆截面杆，一根直径=4cm，受到的轴向拉力=2kN，另一根直径=8cm，受到的轴向拉力=8kN，则两轴横截面上的应力σ1和σ2的关系是（ ） A．σ1：σ2=2：1 B．σ1：σ2=1：2 C．σ1：σ2=1：1 D．不确定 【答案】C 12．采用过渡圆角等避免截面尺寸突变的措施,可______应力集中现象（ ） A．消除 B．降低 C．增大 D．无法确定 【答案】B 13．两块厚度相同的钢板用一个铆钉铆接，受力如图所示，已知钢板的厚度为t，铆钉的直径为d，则铆钉截面处的切应力\uptau，和挤压应力分别为（ ） A． B． C． D． 【答案】A 14．机械传动轴产生的变形主要是（ ） A．拉压 B．扭转 C．剪切 D．弯曲 【答案】B 【详解】轴按所受载荷的性质分为心轴、传动轴和转轴。以扭转变形为主要变形的轴称为传动轴。 15．圆轴扭转时，同一截面上各点的切应力大小（ ） A．完全相同 B．完全不同 C．部分相同 D．都不对 【答案】A 16．如图所示的简支梁AB，、分别表示支座A、B处的约束反力，它们的大小关系是（ ） A． B． C． D．无法比较 【答案】C 17．图所示钢梁有四种横截面形状,当它们的面积相同时,最合理的截面形状为（ ） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】梁弯曲时，离中性层越远的层正应力越大。为提高抗弯能力，工程上常将梁的横截面设计成材料远离中性层的形状。在横截面积相等的情况下，A、B、C、D各横截面的抗弯能力逐渐下降。工字形横截面和空心横截面的承载能力强。 18．在下列说法中，（ ）是正确的。（ ） A．当悬臂梁只承受集中力时，梁内无弯矩； B．当悬臂梁只承受集中力偶时，梁内无剪力； C．当简支梁只承受集中力时，梁内无弯矩； D．当简支梁只承受集中力偶时，梁内无剪力。 【答案】B 19．两根长度相同的圆轴，受相同的扭矩作用，第二根轴直径是第一根轴直径的两倍，则第一根轴与第二根轴最大切应力之比为（ ） A．2:1 B．4:1 C．8:1 D．16:1 【答案】D 【详解】抗扭截面系数是：即。一般截面系数的符号为W，单位为毫米的三次方，截面的抗弯和抗扭强度与相应的截面系数成正比 20．某传动轴转速,此轴上轮C输入功率为P=150KW，轮A，B的输出功率=50KW，=100KW，为使轴横截面上的最大扭矩最小，轴上三个轮子布置从左至右应按顺序______排比较合理。（ ） A．A,C,B B．A,B,C C．B,A,C D．C,B,A 【答案】A 【详解】扭矩的基本计算公式为：T=9550P​ /n其中：T 表示扭矩，单位为牛米（Nm）P表示功率，单位为千瓦（kW）n 表示转速，单位为每分钟转数（r/min）轮(A)的扭矩T=1910轮(B)的扭矩T=3820轮(C)的扭矩T=5730为使轴横截面上的最大扭矩最小，轴上三个轮子布置从左至右应按顺序A,C,B排比较合理。 二、判断题（每小题 2 分，共 20 分。请在括号内正确的打 “A”，错误的打 “B”） 21．用截面法求杆件的内力与杆件的截面积大小无关。（ ） 【答案】A 22．一杆件的两端受两个大小相等方向相反的外力作用而平衡,因外力的合力为零,所以各处的轴力也为零。（ ） 【答案】B 【详解】二力平衡公理只适用于刚体，在理论力学中适用，材料力学研究的是变形体，二力平衡公理在材料力学中不适用。当杆件的两端受两个大小相等方向相反的外力作用时，截面上有大小等于外力的轴力存在。 23．若长度相同、截面积不同的两直杆受到相同的轴向外力，则内力相同，应力不同。（ ） 【答案】A 24．应力是单位面积上的内力集度。（ ） 【答案】A 25．许用应力是材料能承受的最大应力，大于极限应力。（ ） 【答案】B 【详解】许用应力是极限应力除以安全系数得到的（[σ] = σ₀/n，n>1），故许用应力小于极限应力，以保证构件有足够的安全储备。 26．在杆件截面突变处的横截面上，应力分布是均匀的。（ ） 【答案】B 27．为简化计算，挤压时无论零件间的实际挤压面形状如何，其计算挤压面积总是假定为平面（ ） 【答案】A 【详解】挤压强度校核采用了实用计算方法，挤压面积按实际挤压面积的正投影面面积计算。 28．实心圆轴扭转时，横截面上圆周上的切应力最大，中心处切应力为零。（ ） 【答案】A 29．一端（或两端）向支座外伸出的简支梁称为外伸梁。（ ） 【答案】A 30．增加构件的横截面面积总是能提高构件的刚度。（ ） 【答案】A 三、简答题（每小题 4 分，共 12 分） 31．保证构件安全工作的三项安全性指标指的是什么? 【答案】保证构件安全工作的三项安全性指标是指构件必须具有足够的强度、刚度和稳定性。 32．什么叫应力集中现象?生产实际中常用哪些方法来减小应力集中? 【答案】因杆件外形突然变化而引起局部应力急剧增大的现象，称为应力集中，工程中常采取一些措施尽量使截面不发生突然变化。以降低应力集中的影响。例如在带尖角的槽或台肩处改为圆角过渡。 33．简述圆轴扭转时横截面上的应力及分布规律。 【答案】在横截面上没有正应力，只有垂直于半径的切应力。横截面上任一点的切应力与该横截面上的扭矩成正比，与该点所在圆周的半径成正比，方向与过该点的半径垂直，最大切应力在外边缘处(半径最大)。 四、综合题（共 8 分） 34．如图所示为一根钢制杆，其弹性模量E=200GPa，轴向力F1=90N，F2=70N，F3=30N，各杆段长度 L=100mm，各杆段面积 A=500mm²。试：（1）画杆件轴力图；（2）求杆的总变形量；（3）正应力最大值是多少？ 【答案】（1）由平衡条件得FAx＝－50 N，FAy＝0。各段轴力为：AC段FN1＝50 N（拉）；CD段FN2＝－40 N（压）；DB段FN3＝30 N（拉）。据此画轴力图。 （2）各段变形量分别为：ΔL1＝5×10－5 mm，ΔL2＝－4×10－5 mm，ΔL3＝3×10－5 mm；总变形量ΔL＝4×10－5 mm，杆总伸长。 （3）最大正应力出现在AC段。该段轴力为50 N，截面积为500 mm2，所以最大正应力为0.1 MPa。 【详解】按各段轴力分别计算变形量并代数相加；比较各段轴力绝对值即可确定最大正应力所在截面。 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 $ 天津市（职教高考）机械类 《机械基础》（高教版·第3版） 第三章 直杆的基本变形 单元过关卷 考试时间：90分钟 满分：100分 班级：__________ 姓名：__________ 学号：__________ 成绩：__________ 一、单项选择题（每小题 3 分，共 60 分） 1．杆件在外力的作用下产生变形，其内部的一部分对另一部分的作用称为（ ） A．内力 B．扭矩 C．应力 D．剪力 2．材料力学中求内力的普遍方法是（ ） A．几何法 B．解析法 C．投影法 D．截面法 3．在拉伸力学实验时，试样拉断前能承受的最大应力称为材料的（ ） A．屈服极限 B．抗拉强度极限 C．弹性极限 D．比例极限 4．应力的单位是______。（ ） A．N B．Pa C．kg D．m 5．杆件挤压时的应力是______应力。（ ） A．正 B．拉 C．压 D．切 6．当圆轴两端受到一对等值、反向且作用面垂直于圆轴轴线的力偶作用时，圆轴将发生（ ） A．剪切变形 B．弯曲变形 C．拉压变形 D．扭转变形 7．一端固定铰支，另一端自由的梁是（ ） A．悬臂梁 B．简支梁 C．外伸梁 D．工字梁 8．如图所示杆件，1-1载面、2-2截面、3-3截面上的轴力分别为（ ） A．F，2F，2F B．F，3F，5F C．2F，3F，2F D．F，F，2F 9．使用截面法求某截面内力时，需在该截面（ ） A．左侧列平衡方程 B．右侧列平衡方程 C．两侧同时列平衡方程 D．任意一侧列平衡方程 10．几何尺寸相同的两根杆件．其弹性模量分别为，=60 GPa，在弹性变形范围内两者的轴力相同，这时产生的应变的比值(ε1 /ε2 )应为（ ） A． B．1 C．2 D．3 11．两根圆截面杆，一根直径=4cm，受到的轴向拉力=2kN，另一根直径=8cm，受到的轴向拉力=8kN，则两轴横截面上的应力σ1和σ2的关系是（ ） A．σ1：σ2=2：1 B．σ1：σ2=1：2 C．σ1：σ2=1：1 D．不确定 12．采用过渡圆角等避免截面尺寸突变的措施,可______应力集中现象（ ） A．消除 B．降低 C．增大 D．无法确定 13．两块厚度相同的钢板用一个铆钉铆接，受力如图所示，已知钢板的厚度为t，铆钉的直径为d，则铆钉截面处的切应力\uptau，和挤压应力分别为（ ） A． B． C． D． 14．机械传动轴产生的变形主要是（ ） A．拉压 B．扭转 C．剪切 D．弯曲 15．圆轴扭转时，同一截面上各点的切应力大小（ ） A．完全相同 B．完全不同 C．部分相同 D．都不对 16．如图所示的简支梁AB，、分别表示支座A、B处的约束反力，它们的大小关系是（ ） A． B． C． D．无法比较 17．图所示钢梁有四种横截面形状,当它们的面积相同时,最合理的截面形状为（ ） A． B． C． D． 18．在下列说法中，（ ）是正确的。（ ） A．当悬臂梁只承受集中力时，梁内无弯矩； B．当悬臂梁只承受集中力偶时，梁内无剪力； C．当简支梁只承受集中力时，梁内无弯矩； D．当简支梁只承受集中力偶时，梁内无剪力。 19．两根长度相同的圆轴，受相同的扭矩作用，第二根轴直径是第一根轴直径的两倍，则第一根轴与第二根轴最大切应力之比为（ ） A．2:1 B．4:1 C．8:1 D．16:1 20．某传动轴转速,此轴上轮C输入功率为P=150KW，轮A，B的输出功率=50KW，=100KW，为使轴横截面上的最大扭矩最小，轴上三个轮子布置从左至右应按顺序______排比较合理。（ ） A．A,C,B B．A,B,C C．B,A,C D．C,B,A 二、判断题（每小题 2 分，共 20 分。请在括号内正确的打 “A”，错误的打 “B”） 21．用截面法求杆件的内力与杆件的截面积大小无关。（ ） 22．一杆件的两端受两个大小相等方向相反的外力作用而平衡,因外力的合力为零,所以各处的轴力也为零。（ ） 23．若长度相同、截面积不同的两直杆受到相同的轴向外力，则内力相同，应力不同。（ ） 24．应力是单位面积上的内力集度。（ ） 25．许用应力是材料能承受的最大应力，大于极限应力。（ ） 26．在杆件截面突变处的横截面上，应力分布是均匀的。（ ） 27．为简化计算，挤压时无论零件间的实际挤压面形状如何，其计算挤压面积总是假定为平面（ ） 28．实心圆轴扭转时，横截面上圆周上的切应力最大，中心处切应力为零。（ ） 29．一端（或两端）向支座外伸出的简支梁称为外伸梁。（ ） 30．增加构件的横截面面积总是能提高构件的刚度。（ ） 三、简答题（每小题 4 分，共 12 分） 31．保证构件安全工作的三项安全性指标指的是什么? 32．什么叫应力集中现象?生产实际中常用哪些方法来减小应力集中? 33．简述圆轴扭转时横截面上的应力及分布规律。 四、综合题（共 8 分） 34．如图所示为一根钢制杆，其弹性模量E=200GPa，轴向力F1=90N，F2=70N，F3=30N，各杆段长度 L=100mm，各杆段面积 A=500mm²。试：（1）画杆件轴力图；（2）求杆的总变形量；（3）正应力最大值是多少？ 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 $