第8练 拉伸与压缩时材料的力学性能 山东省（春季高考）《机械基础知识》（高教版·第3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）《机械基础》（高教版·第3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。 本卷是山东省（春季高考）《机械基础》（高教版·第3版）一课一练的第8练，内容为：拉伸与压缩时材料的力学性能。 山东省（春季高考）一课一练 《机械基础》（高教版·第3版） 第8练 第3章 强度与刚度 第2节 拉伸与压缩时材料的力学性能 一、单项选择题 1. 胡克定律适用的范围是应力值不能超过（ ） A. 比例极限 B. 弹性极限 C. 屈服极限 D. 强度极限 2. 材料在拉伸或压缩载荷作用下抵抗破坏的能力称为（ ） A. 材料的弹性 B. 材料的塑性 C. 材料的强度 D. 材料的韧性 3. 材料拉伸试验中，应力-应变曲线的四个阶段依次为（ ） A. 弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、颈缩阶段 B. 屈服阶段、弹性阶段、强化阶段、颈缩阶段 C. 弹性阶段、强化阶段、屈服阶段、颈缩阶段 D. 强化阶段、弹性阶段、屈服阶段、颈缩阶段 4. 在机械制造中，拉伸与压缩时材料的力学性能表现为（ ） A. 硬度 B. 韧性 C. 强度 D. 塑性 5. 用拉伸试验不可以测定材料的性能指标是（ ） A. 抗拉强度 B. 硬度 C. 塑性 D. 屈服点 二、填空题 6. 低碳钢整个拉伸变形过程可分为四个阶段______、______、______、______。 7. 塑性材料拉伸时的应力应变曲线图分为______、______、______和______四个阶段，一共有______、______、______和______四个极限。其中______是危险应力。 8. 材料的______是塑性材料开始产生明显塑性变形时的应力，______是脆性材料断裂时的最大应力。 三、综合应用题 9. 在材料拉伸试验中，一根试样受到轴向拉力。开始加载时，试样卸载后能够恢复原状；继续增大拉力后，试样卸载仍有残余变形；再继续加载，试样最终发生断裂。请回答下列问题：（1）试样能够恢复原状的变形属于哪种变形？（2）试样卸载后仍存在的变形属于哪种变形？（3）材料抵抗永久变形和断裂的能力分别用什么力学性能表示？ 10. 某机械拉杆采用截面积为250平方毫米的钢材制造，工作时承受轴向拉力45千牛。材料的屈服强度为240兆帕，设计规定工作应力不得超过屈服强度的百分之六十。现有一根同种材料、截面积为300平方毫米的拉杆可供替换。请回答下列问题：（1）计算原拉杆的工作应力。（2）计算设计规定的最大工作应力，并判断原拉杆是否满足要求。（3）若采用替换拉杆，计算其工作应力，并说明替换后拉杆的安全性是否提高。 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）《机械基础》（高教版·第3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。 本卷是山东省（春季高考）《机械基础》（高教版·第3版）一课一练的第8练，内容为：拉伸与压缩时材料的力学性能。 山东省（春季高考）一课一练 《机械基础》（高教版·第3版） 第8练 第3章 强度与刚度 第2节 拉伸与压缩时材料的力学性能 一、单项选择题 1. 胡克定律适用的范围是应力值不能超过（ ） A. 比例极限 B. 弹性极限 C. 屈服极限 D. 强度极限 【答案】A 【解析】在材料的线弹性范围内（见图的材料应力应变曲线的比例极限范围内），固体的单向拉伸变形与所受的外力成正比。 2. 材料在拉伸或压缩载荷作用下抵抗破坏的能力称为（ ） A. 材料的弹性 B. 材料的塑性 C. 材料的强度 D. 材料的韧性 【答案】C 【解析】强度是材料在外力作用下抵抗破坏的能力，拉伸强度和压缩强度都属于材料强度性能的表现。弹性、塑性和韧性分别表示材料变形恢复、产生塑性变形以及抵抗冲击断裂的能力。 3. 材料拉伸试验中，应力-应变曲线的四个阶段依次为（ ） A. 弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、颈缩阶段 B. 屈服阶段、弹性阶段、强化阶段、颈缩阶段 C. 弹性阶段、强化阶段、屈服阶段、颈缩阶段 D. 强化阶段、弹性阶段、屈服阶段、颈缩阶段 【答案】A 【解析】材料拉伸时，先经历弹性变形（弹性阶段），然后出现屈服现象（屈服阶段），继续加载会进入强化阶段（强度提高），最后在薄弱处产生颈缩直至断裂（颈缩阶段） 4. 在机械制造中，拉伸与压缩时材料的力学性能表现为（ ） A. 硬度 B. 韧性 C. 强度 D. 塑性 【答案】C 【解析】在机械制造中，拉伸与压缩时材料的力学性能主要表现为强度。强度是指材料在外力作用下抵抗破坏的能力。而硬度、韧性和塑性虽然都是材料的力学性能，但它们主要表现在其他的力学行为中。 5. 用拉伸试验不可以测定材料的性能指标是（ ） A. 抗拉强度 B. 硬度 C. 塑性 D. 屈服点 【答案】B 【解析】拉伸试验可以通过应力-应变曲线测定材料的屈服点和抗拉强度，并可根据试样断裂前后的标距和截面尺寸计算伸长率、断面收缩率等塑性指标。硬度通常需要采用专门的硬度试验测定，不能直接由拉伸试验确定，因此答案为B。 二、填空题 6. 低碳钢整个拉伸变形过程可分为四个阶段______、______、______、______。 【答案】① 弹性阶段 ② 屈服阶段 ③ 强化阶段 ④ 缩颈阶段 【解析】低碳钢试样在拉伸过程中依次经历弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和颈缩阶段。弹性阶段卸载后变形基本恢复；屈服阶段开始产生明显塑性变形；强化阶段继续变形需要更大的载荷；颈缩阶段试样局部截面明显减小，最终发生断裂。 7. 塑性材料拉伸时的应力应变曲线图分为______、______、______和______四个阶段，一共有______、______、______和______四个极限。其中______是危险应力。 【答案】① 弹性阶段 ② 屈服阶段 ③ 强化阶段 ④ 颈缩阶段 ⑤ 比例极限 ⑥ 弹性极限 ⑦ 屈服极限 ⑧ 强度极限 ⑨ 屈服极限 【解析】塑性材料的拉伸应力-应变曲线通常分为弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和颈缩阶段。曲线上常用的四个极限依次为比例极限、弹性极限、屈服极限和强度极限。屈服极限表示材料开始产生明显塑性变形时的应力，超过该应力会产生永久变形，因此在该表述中屈服极限是危险应力。 8. 材料的______是塑性材料开始产生明显塑性变形时的应力，______是脆性材料断裂时的最大应力。 【答案】① 屈服极限 ② 强度极限 【解析】屈服极限是材料开始产生明显塑性变形时所对应的应力，反映材料抵抗永久变形的能力。强度极限是材料在断裂前所能承受的最大应力，脆性材料通常在达到强度极限后很快断裂。因此两空分别为屈服极限和强度极限。 三、综合应用题 9. 在材料拉伸试验中，一根试样受到轴向拉力。开始加载时，试样卸载后能够恢复原状；继续增大拉力后，试样卸载仍有残余变形；再继续加载，试样最终发生断裂。请回答下列问题：（1）试样能够恢复原状的变形属于哪种变形？（2）试样卸载后仍存在的变形属于哪种变形？（3）材料抵抗永久变形和断裂的能力分别用什么力学性能表示？ 【答案】（1）弹性变形。（2）塑性变形。（3）材料抵抗永久变形的能力用屈服强度表示，材料抵抗断裂的能力用强度表示，通常用抗拉强度表示。 【解析】材料在弹性阶段卸载后可以恢复原状，产生的是弹性变形；超过屈服阶段后会留下残余变形，属于塑性变形。屈服强度反映材料开始产生明显塑性变形时的承载能力，抗拉强度反映材料抵抗拉断的能力。 10. 某机械拉杆采用截面积为250平方毫米的钢材制造，工作时承受轴向拉力45千牛。材料的屈服强度为240兆帕，设计规定工作应力不得超过屈服强度的百分之六十。现有一根同种材料、截面积为300平方毫米的拉杆可供替换。请回答下列问题：（1）计算原拉杆的工作应力。（2）计算设计规定的最大工作应力，并判断原拉杆是否满足要求。（3）若采用替换拉杆，计算其工作应力，并说明替换后拉杆的安全性是否提高。 【答案】（1）原拉杆的工作应力为180兆帕。（2）设计规定的最大工作应力为144兆帕，原拉杆不满足要求。（3）替换拉杆的工作应力为150兆帕，虽然比原拉杆的工作应力小，但仍超过设计规定的最大工作应力，安全性有所提高但仍不符合设计要求。 【解析】（1）轴向拉伸时，工作应力等于拉力除以截面积。将45千牛换算为45000牛，原拉杆工作应力为45000除以250，结果为180兆帕。（2）设计规定的最大工作应力为240乘以百分之六十，结果为144兆帕。原拉杆的工作应力180兆帕大于144兆帕，因此不满足设计要求。（3）替换拉杆的工作应力为45000除以300，结果为150兆帕。截面积增大后工作应力降低，但150兆帕仍大于144兆帕，所以还应继续增大截面积或降低工作拉力，才能满足设计要求。 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 $