第14卷 强度与刚度 专题训练卷《机械基础》 吉林省（对口升学）机电类（装备制造类）考纲百套卷

编写说明：吉林省《机电类（装备制造类）考纲百套卷》，依据《吉林省（对口升学）各类专业综合卷考试科目及纲要》编写。本专辑涵盖机械基础、电工基础、数控加工技术、数控设备与编程、机械制图、电机与控制六门教材，且每个课程均采用三阶递进式训练体系：基础层（具象化支架）拆解考点为微目标，紧扣考纲“掌握”“理解”要求编写考点训练卷；巩固层（关联性支架）强化知识交叉与场景关联，按考纲专题编写专题训练卷；应用层（引导性支架）聚焦综合提升，结合知识模块与教材编写课程综合卷。 本试卷是第14卷专题训练卷，按《机械基础》中的（三）强度与刚度范围和要求编写。具体内容为：1．了解四种直杆基本变形的受力特点和变形特点。2．了解内力与应力的含义和计算。3．理解材料拉伸与压缩时材料的力学性能。4．了解剪切时的内力，理解切应力和挤压应力。5．了解剪切与挤压在实践中的应用。6．了解圆轴扭转时变形规律和切应力分布规律。7．理解工程中提高抗扭能力采取的措施。8．了解梁的基本形式及梁弯曲时的内力。9．了解提高梁抗弯能力的措施。 吉林省《机电类（装备制造类）考纲百套卷》 第14卷 课程一：机械基础 14.强度与刚度 专题训练卷 时间:60 分钟 总分:100分 班级 姓名 学号 成绩 一、单选题（本大题共10题，每题3分，共30分） 1、机械直杆构件最基础的四种基本变形中，杆件沿轴线方向的变形是（） A、拉伸与压缩 B、剪切 C、扭转 D、弯曲 2、杆件受到一对大小相等、方向相反、作用线横向平行的外力作用，产生的变形为（） A、拉伸变形 B、剪切变形 C、扭转变形 D、弯曲变形 3、圆轴两端受到一对力偶作用，轴线保持直线、截面发生相对转动的变形是（） A、压缩变形 B、剪切变形 C、扭转变形 D、弯曲变形 4、水平杆件受垂直于轴线的外力或力偶作用，轴线由直线变为曲线的变形是（） A、扭转 B、弯曲 C、剪切 D、拉伸 5、构件在外力作用下，内部各部分之间产生的相互作用力称为（） A、外力 B、内力 C、载荷 D、约束力 6、单位面积上的内力大小，用于衡量构件受力强弱的物理量是（） A、力矩 B、应力 C、力偶 D、应变 7、材料拉伸试验中，材料发生塑性变形、应力基本不变而应变显著增加的阶段是（） A、弹性阶段 B、屈服阶段 C、强化阶段 D、颈缩阶段 8、剪切变形中，构件接触面产生的抵抗剪切变形的应力称为（） A、正应力 B、切应力 C、挤压应力 D、弯曲应力 9、圆轴扭转时，横截面上切应力的分布规律是（） A、圆心处最大，边缘为零 B、圆心处为零，边缘最大 C、全截面均匀分布 D、随机分布 10、工程上为提高圆轴抗扭能力，最经济有效的措施是（） A、增大轴的长度 B、采用空心圆轴、合理增大直径 C、减小轴的直径 D、降低材料硬度 二、多选题（本大题共10题，每题3分，共30分） 1、机械直杆构件的四种基本变形形式包括（） A、拉伸与压缩 B、剪切 C、扭转 D、弯曲 2、属于材料拉伸与压缩力学性能指标的有（） A、弹性极限 B、屈服强度 C、抗拉强度 D、塑性伸长率 3、下列关于内力与应力的说法正确的有（） A、内力是构件受外力后内部产生的平衡力 B、应力是单位面积的内力 C、应力分为正应力和切应力 D、内力大小与构件截面积无关 4、机械连接中常见的承受剪切和挤压作用的零件有（） A、螺栓 B、铆钉 C、键 D、销轴 5、圆轴扭转变形的特点包括（） A、轴线保持直线 B、各横截面绕轴线相对转动 C、截面形状尺寸不变 D、轴向产生明显伸缩 6、工程中提高圆轴抗扭刚度和强度的措施有（） A、增大轴的横截面直径 B、采用空心圆轴结构 C、选用高强度合金钢材料 D、随意增加轴的长度 7、工程中常见的梁的基本形式有（） A、简支梁 B、悬臂梁 C、外伸梁 D、圆轴梁 8、梁发生弯曲变形时，横截面上产生的内力主要有（） A、轴力 B、剪力 C、弯矩 D、扭矩 9、有效提高梁抗弯能力的工程措施有（） A、合理选择截面形状（工字形、箱形） B、减小梁的跨度、增加支座 C、将载荷尽量靠近支座布置 D、随意增大梁的长度 10、关于剪切应力与挤压应力说法正确的有（） A、切应力平行于构件截面 B、挤压应力垂直于挤压接触面 C、挤压易造成构件表面压溃变形 D、剪切变形无应力产生 三、简答题（本大题共4题，每题5分，共20分） 1、简述直杆四种基本变形的受力特点和变形特点。 2、简述金属材料拉伸过程的四个阶段及对应力学性能特点。 3、简述圆轴扭转的切应力分布规律及工程提高抗扭能力的措施。 4、简述梁的基本类型及提高梁抗弯强度与刚度的工程措施。 四、计算题（本大题共2题，每题10分，共20分） 1、已知一等截面直杆受轴向拉力作用，拉力F=20kN，杆件横截面面积A=400mm²，试计算该杆件的轴向正应力。 2、已知一受剪切连接件，承受剪力F=12kN，剪切面面积A=200mm²，试计算该剪切面的切应力大小。 学科网（北京）股份有限公司1 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：吉林省《机电类（装备制造类）考纲百套卷》，依据《吉林省（对口升学）各类专业综合卷考试科目及纲要》编写。本专辑涵盖机械基础、电工基础、数控加工技术、数控设备与编程、机械制图、电机与控制六门教材，且每个课程均采用三阶递进式训练体系：基础层（具象化支架）拆解考点为微目标，紧扣考纲“掌握”“理解”要求编写考点训练卷；巩固层（关联性支架）强化知识交叉与场景关联，按考纲专题编写专题训练卷；应用层（引导性支架）聚焦综合提升，结合知识模块与教材编写课程综合卷。 本试卷是第14卷专题训练卷，按《机械基础》中的（三）强度与刚度范围和要求编写。具体内容为：1．了解四种直杆基本变形的受力特点和变形特点。2．了解内力与应力的含义和计算。3．理解材料拉伸与压缩时材料的力学性能。4．了解剪切时的内力，理解切应力和挤压应力。5．了解剪切与挤压在实践中的应用。6．了解圆轴扭转时变形规律和切应力分布规律。7．理解工程中提高抗扭能力采取的措施。8．了解梁的基本形式及梁弯曲时的内力。9．了解提高梁抗弯能力的措施。 吉林省《机电类（装备制造类）考纲百套卷》 第14卷 课程一：机械基础 14.强度与刚度 专题训练卷 时间:60 分钟 总分:100分 班级 姓名 学号 成绩 一、单选题（本大题共10题，每题3分，共30分） 1、机械直杆构件最基础的四种基本变形中，杆件沿轴线方向的变形是（） A、拉伸与压缩 B、剪切 C、扭转 D、弯曲 【答案】A 2、杆件受到一对大小相等、方向相反、作用线横向平行的外力作用，产生的变形为（） A、拉伸变形 B、剪切变形 C、扭转变形 D、弯曲变形 【答案】B 3、圆轴两端受到一对力偶作用，轴线保持直线、截面发生相对转动的变形是（） A、压缩变形 B、剪切变形 C、扭转变形 D、弯曲变形 【答案】C 4、水平杆件受垂直于轴线的外力或力偶作用，轴线由直线变为曲线的变形是（） A、扭转 B、弯曲 C、剪切 D、拉伸 【答案】B 5、构件在外力作用下，内部各部分之间产生的相互作用力称为（） A、外力 B、内力 C、载荷 D、约束力 【答案】B 6、单位面积上的内力大小，用于衡量构件受力强弱的物理量是（） A、力矩 B、应力 C、力偶 D、应变 【答案】B 7、材料拉伸试验中，材料发生塑性变形、应力基本不变而应变显著增加的阶段是（） A、弹性阶段 B、屈服阶段 C、强化阶段 D、颈缩阶段 【答案】B 8、剪切变形中，构件接触面产生的抵抗剪切变形的应力称为（） A、正应力 B、切应力 C、挤压应力 D、弯曲应力 【答案】B 9、圆轴扭转时，横截面上切应力的分布规律是（） A、圆心处最大，边缘为零 B、圆心处为零，边缘最大 C、全截面均匀分布 D、随机分布 【答案】B 10、工程上为提高圆轴抗扭能力，最经济有效的措施是（） A、增大轴的长度 B、采用空心圆轴、合理增大直径 C、减小轴的直径 D、降低材料硬度 【答案】B 二、多选题（本大题共10题，每题3分，共30分） 1、机械直杆构件的四种基本变形形式包括（） A、拉伸与压缩 B、剪切 C、扭转 D、弯曲 【答案】ABCD 2、属于材料拉伸与压缩力学性能指标的有（） A、弹性极限 B、屈服强度 C、抗拉强度 D、塑性伸长率 【答案】ABCD 3、下列关于内力与应力的说法正确的有（） A、内力是构件受外力后内部产生的平衡力 B、应力是单位面积的内力 C、应力分为正应力和切应力 D、内力大小与构件截面积无关 【答案】ABC 4、机械连接中常见的承受剪切和挤压作用的零件有（） A、螺栓 B、铆钉 C、键 D、销轴 【答案】ABCD 5、圆轴扭转变形的特点包括（） A、轴线保持直线 B、各横截面绕轴线相对转动 C、截面形状尺寸不变 D、轴向产生明显伸缩 【答案】ABC 6、工程中提高圆轴抗扭刚度和强度的措施有（） A、增大轴的横截面直径 B、采用空心圆轴结构 C、选用高强度合金钢材料 D、随意增加轴的长度 【答案】ABC 7、工程中常见的梁的基本形式有（） A、简支梁 B、悬臂梁 C、外伸梁 D、圆轴梁 【答案】ABC 8、梁发生弯曲变形时，横截面上产生的内力主要有（） A、轴力 B、剪力 C、弯矩 D、扭矩 【答案】BC 9、有效提高梁抗弯能力的工程措施有（） A、合理选择截面形状（工字形、箱形） B、减小梁的跨度、增加支座 C、将载荷尽量靠近支座布置 D、随意增大梁的长度 【答案】ABC 10、关于剪切应力与挤压应力说法正确的有（） A、切应力平行于构件截面 B、挤压应力垂直于挤压接触面 C、挤压易造成构件表面压溃变形 D、剪切变形无应力产生 【答案】ABC 三、简答题（本大题共4题，每题5分，共20分） 1、简述直杆四种基本变形的受力特点和变形特点。 【答案】1、拉伸与压缩：受力特点为杆件两端受沿轴线方向的一对大小相等、方向相反的外力；变形特点为杆件沿轴线伸长或缩短，横向尺寸微量变化，整体均匀变形。2、剪切：受力特点为杆件受一对距离极近、大小相等、方向相反、横向平行的外力；变形特点为两力作用面之间发生相对错动，杆件产生剪切滑移变形。3、扭转：受力特点为圆轴两端受一对转向相反、作用在垂直于轴线平面内的力偶；变形特点为轴线保持直线，各横截面绕轴线发生相对转动，表面纵向线条变为螺旋线。4、弯曲：受力特点为杆件受垂直于轴线的外力或力偶作用；变形特点为杆件轴线由直线变为光滑曲线，截面发生偏转，产生凹凸弯曲变形。 2、简述金属材料拉伸过程的四个阶段及对应力学性能特点。 【答案】1、弹性阶段：外力卸载后变形完全消失，材料仅产生弹性变形，应力与应变成正比，遵循胡克定律，对应指标为弹性极限。2、屈服阶段：应力达到一定值后，应力小幅波动、应变显著增大，材料发生不可逆塑性变形，对应指标为屈服强度，是工程选材的重要依据。3、强化阶段：屈服结束后，材料内部晶格重新排列，抵抗变形能力增强，应力随应变增大持续上升，直至达到最大值，对应指标为抗拉强度。4、颈缩阶段：应力达到抗拉强度后，杆件局部急剧变细形成颈缩，承载能力快速下降，最终发生断裂破坏。 3、简述圆轴扭转的切应力分布规律及工程提高抗扭能力的措施。 【答案】一、切应力分布规律：圆轴扭转时，横截面上各点切应力与该点到圆心的距离成正比；圆心处切应力为零，截面外圆边缘处切应力最大；同一圆周上各点切应力大小相等，切应力方向垂直于该点半径。二、抗扭提升措施：1、结构优化：优先采用空心圆轴，在相同用料下大幅提升抗扭截面模量，减轻自重；合理增大轴的截面直径，提升截面抗扭能力。2、材料优化：选用强度、刚度更高的合金钢材料，提升材料本身抗扭性能。3、工艺优化：避免轴截面突变，减少应力集中，防止局部扭转破坏。 4、简述梁的基本类型及提高梁抗弯强度与刚度的工程措施。 【答案】一、梁的基本形式：1、简支梁：两端分别为固定铰支座和可动铰支座，结构简单、应用最广；2、悬臂梁：一端固定、一端自由，适用于短跨度悬臂承载结构；3、外伸梁：简支梁一端或两端伸出支座外侧，可承受外伸段载荷。二、抗弯提升措施：1、优化截面形状：选用工字形、箱形、槽形等合理截面，将材料布置在远离中性轴的位置，充分发挥材料抗弯性能。2、优化结构布局：减小梁的跨度、增设中间支座，降低梁的最大弯矩；将集中载荷尽量向支座位置布置，减小跨中弯矩。3、优化材料与工艺：选用高强度抗弯材料，避免截面尖角、突变，减少应力集中，提升整体抗弯稳定性。 四、计算题（本大题共2题，每题10分，共20分） 1、已知一等截面直杆受轴向拉力作用，拉力F=20kN，杆件横截面面积A=400mm²，试计算该杆件的轴向正应力。 【答案】解：轴向拉压正应力计算公式：σ=FA 统一单位：F=20000N，A=400mm² 代入数据：σ=20000400=50MPa 答：该杆件轴向正应力为50MPa。 2、已知一受剪切连接件，承受剪力F=12kN，剪切面面积A=200mm²，试计算该剪切面的切应力大小。 【答案】解：剪切切应力计算公式：τ=FA 统一单位：F=12000N，A=200mm² 代入数据：τ=12000200=60MPa 答：该剪切面切应力为60MPa。 学科网（北京）股份有限公司1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $