第4卷 直杆的基本变形（一） 安徽省（分类招生和对口招生）《机械基础》（高教版·第3版） 单元过关卷

安徽省（分类招生和对口招生）装备制造类 《机械基础》（高教版·第3版） 直杆的基本变形（一） 单元过关卷 时间：60分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、单项选择题（本大题共20小题，每题3分，共60分） 1. 下列选项中，哪个不属于材料力学的三个基本假说（ ） A. 连续均匀假说 B. 各向同性假说 C. 小变形假说 D. 研究对象为刚体假说 【答案】D 【解析】材料力学是建立在三个基本假说的基础上的，三个基本假说分别是：连续均匀假说、各向同性假说、小变形假说。 2. 杆件拉压变形的受力特点是（ ） A. 所受外力的合力的作用线沿着杆件轴线方向 B. 受到两个大小相等、方向相反、作用线在同一条直线上的外力的作用。 C. 受到垂直于杆件轴线的外力的作用 D. 在杆件两端受到两个大小相等、转向相反、作用面相互平行的力偶的作用 【答案】A 【解析】杆件拉压变形的受力特点是：作用于直杆上外力的合力的作用线与直杆轴线重合。 3. 下图中,若将力P从B截面平移至C截面，则只有（ ） 不改变。 A. 每个截面上的轴力； B. 每个截面上的应力； C. 杆的总变形； D. 杆左端的约束反力。 【答案】D 4. 工程上常把伸长率大于5%的材料称为（ ） A. 弹性材料 B. 脆性材料 C. 塑性材料 D. 刚性材料 【答案】C 【解析】通常将伸长率大于5%的材料称为塑性材料，如铜、铝、钢材；伸长率小于5%的材料称为脆性材料，如铸铁、砖石。 5. 轴向拉、压杆，由截面法求得同一截面的左右两部分的轴力，此两轴力大小相等而（ ） A. 方向相同，符号相同 B. 方向相反，符号相同 C. 方向相同，符号相反 D. 方向相反，符号相反 【答案】B 【解析】轴向拉、压杆，由截面法求得同一截面的左右两部分的轴力，此两轴力大小相等而方向相反，符号相同. 选B 6. 关于轴向拉压杆件轴力的说法中，错误的是（ ） A. 拉压杆的内力只有轴力 B. 轴力的作用线与杆轴重合 C. 轴力是沿杆轴作用的外力 D. 轴力与杆的材料、横截面无关 【答案】C 【解析】轴向拉压杆件的内力主要是轴力，其作用线与杆轴重合。轴力是由外力作用引起的杆件内部相互作用力，不是外力，因此选项C的说法错误。轴力的大小由外载荷及约束条件决定，通常与杆件材料和横截面性质无关。 7. 下面图中三种材料，______强度最高，______刚度最大，______塑性最好（ ） A. b、c、a B. c、a、b C. b、a、c D. a、b、c 【答案】D 【解析】拉伸曲线中，断裂前能承受的最高应力叫强度极限，它是材料强度的重要指标，图中a曲线强度极限最高，所以它的强度最大；拉伸曲线中，塑性材料oa段的斜率，叫拉压弹性模量，用E表示，它是反映材料刚度的指标，拉压弹性模量越大，刚度越大，图中b曲线oa段斜率最大，拉压弹性模量最大，所以b曲线刚度最大；拉伸曲线中，断裂时的线应变就是材料的伸长率，伸长率是衡量材料塑性的重要指标，图中c曲线伸长率最大，所以c曲线塑性最好。 8. 下列关于内力和外力关系的叙述，正确的是（ ） A. 内力的大小是一定的 B. 外力是由内力产生的 C. 内力可以随着外力的增大而无限增大 D. 内力随着外力的增大而增大，但当内力增大到一定限度时，杆件会发生损坏。 【答案】D 【解析】本题主要考核内力和外力的概念，外力：杆件以外物体对杆件的作用力称为外力；内力：杆件在外力的作用下产生的变形，由外力引起的杆件内部的相互作用力称为内力。 9. 横截面上与杆件轴线共线的内力称为（ ） A. 扭矩 B. 弯矩 C. 轴力 D. 剪切力 【答案】C 【解析】内力的作用线与杆件轴线重合，且垂直于杆件横截面的内力称为轴力。扭矩绕杆轴转动，弯矩使杆件弯曲，剪切力平行于横截面，因此应选C。 10. 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 11. 杆件失去正常工作能力或发生断裂破坏时的应力，被称为（ ） A. 许用应力 B. 极限应力 C. 屈服应力 D. 强度应力 【答案】B 【解析】杆件达到破坏状态或失去正常工作能力时所对应的应力称为极限应力。许用应力是工程设计中允许使用的最大应力，屈服应力是材料开始屈服时的应力，强度应力不是规范的基本应力名称，因此选B。 12. 杆件的轴向拉伸或压缩应力与材料的哪种性质有关（ ） A. 密度 B. 弹性模量 C. 屈服强度 D. 硬度 【答案】B 【解析】轴向拉伸或压缩应力与材料的弹性模量有关，弹性模量是材料抵抗变形的能力。 13. 轴向拉压杆的危险截面是（ ）的横截面。 A. 轴力最大 B. 正应力最大 C. 面积最小 D. 位移最大 【答案】B 【解析】轴向拉压杆的危险截面是正应力最大的横截面。 14. 下列属于构件强度问题的是（ ） A. 机床主轴受力后变形过大影响加工精度 B. 桥梁在车辆荷载下发生断裂 C. 细长杆受压时产生弯曲变形 D. 弹簧受力后伸长量超过设计值 【答案】B 【解析】A、D是刚度问题（变形量超标）；B是强度问题（断裂属于破坏）；C是稳定性问题（细长杆受压失稳） 15. 直杆轴向拉伸与压缩强度计算中，材料的失效通常发生在材料中（ ） A. 加工硬化区 B. 断裂区 C. 屈服区 D. 变形区 【答案】B 【解析】材料的失效通常会发生在材料的断裂区域。 16. 直杆在轴向拉力作用下，杆件主要产生的基本变形是（ ） A. 轴向拉伸变形 B. 轴向压缩变形 C. 横向剪切变形 D. 接触挤压变形 【答案】A 【解析】直杆受到沿杆轴线方向且使杆件伸长的拉力作用时，主要产生轴向拉伸变形。轴向压缩、横向剪切和接触挤压分别对应其他受力情况。 17. 如图所示，在平板和受拉螺栓之间垫上一个垫圈，可以提高（ ） A. 螺栓的拉伸强度 B. 螺栓的挤压强度 C. 螺栓的剪切强度 D. 平板的挤压强度 【答案】D 18. 拉压强度校核公式不能解决的问题是（ ） A. 校核构件的拉伸或压缩强度 B. 确定杆件的许可载荷 C. 确定杆件的最小截面积 D. 确定构件的材料 【答案】D 【解析】拉压强度校核公式可以解决三方面的问题： （1） 校核构件的拉伸或压缩强度 （2） 确定杆件的许可载荷 （3） 确定杆件的最小截面积 19. 两块钢板采用铆钉连接，外力使铆钉沿横截面发生相对错动，铆钉主要承受的变形是（ ） A. 轴向拉伸变形 B. 轴向压缩变形 C. 横向剪切变形 D. 接触挤压变形 【答案】C 【解析】铆钉连接承受横向外力时，铆钉两侧受到方向相反的作用力，容易沿横截面发生错动，主要产生剪切变形。轴向拉伸和压缩需要沿杆轴线受力，接触挤压则是接触表面承受压应力的强度表现。 20. 在校核材料的剪切和挤压强度时，当其中有一个超过许用值时，强度就（ ） A. 不够 B. 足够 C. 无法判断 D. 无关 【答案】A 【解析】在校核材料的剪切和挤压强度时，当其中有一个超过许用值时，强度就不够 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 理论力学研究的对象都看作是刚体，材料力学研究的对象都看作是变形体。（ ） 【答案】正确 【解析】理论力学是研究物体机械运动的学科，不研究物体的变形，所以把物体看作刚体；材料力学是研究构件受到外力作用时产生的应变、应力、强度、刚度、稳定性和导致各种材料的破坏的极限的学科，所以把研究的物体看作变形体。 22. 在杆件截面突变处的横截面上，应力分布是均匀的。（ ） 【答案】错误 23. 直杆在压缩变形时，其长度会缩短。（ ） 【答案】正确 【解析】直杆受到轴向压力时，轴向力使杆件沿轴线方向产生压缩变形，杆件长度缩短。因此该说法正确。 24. 构件内力的大小不但与外力大小有关，还与材料的截面形状有关。（ ） 【答案】错误 【解析】在静力平衡条件下，构件内力的大小主要由外力、支座约束和计算截面位置等因素决定。材料性质和截面形状通常影响应力、变形及承载能力，而不直接决定由平衡条件求得的内力大小。因此题干所述“内力大小还与材料的截面形状有关”不正确，判断为错误。 25. 下图中钢板受剪，剪切变形区域的应力均匀分布（ ） 【答案】错误 【解析】实际工程中，剪切变形区域的应力分布较为复杂，并非均匀分布。为简化计算，才假设剪切应力在剪切面上均匀分布，因此该说法错误。 26. 截面形状及尺寸完全相同的一根木梁和一根钢梁，若所受外力相同，则这两根梁的内力图也相同。（ ） 【答案】正确 【解析】在两根梁的支承条件、外力大小及作用位置相同的情况下，内力由静力平衡条件确定，与材料性质无关。木梁和钢梁虽然弹性模量、强度等材料性能不同，但由于截面形状、尺寸和所受外力相同，其剪力图、弯矩图等内力图相同。因此该说法正确。 27. 受轴向拉压的杆件,求截面上的轴力通常用截面法。（ ） 【答案】正确 【解析】截面法是求杆件内力的基本方法。选取需要计算的截面并假想将杆件截开，取其中一段作为研究对象，再利用该段的静力平衡方程，即可求得截面上的轴力。因此该说法正确。 28. 图中螺栓受剪时，其挤压面面积应按螺栓与被连接件接触的圆柱面的正投影面积计算（ ） 【答案】正确 【解析】计算挤压面面积时，对于螺栓这类圆柱面接触的情况，通常取圆柱面的正投影面积（即直径平面面积）作为挤压面面积，因此该说法正确。 29. 杆件只受轴向拉压时，平行于杆件横截面上的内力必为零，垂直于杆件横截面上的内力可能为零，也可能不为零（ ） 【答案】正确 【解析】杆件只受轴向拉压时，截面上的内力只有沿杆轴方向的轴力。轴力垂直于杆件横截面，因此平行于横截面的内力分量为零；垂直于横截面的内力分量即轴力，其大小取决于外载荷，可能为零，也可能不为零。因此该说法正确。 30. 单位面积上的内力称为应力。（ ） 【答案】正确 【解析】应力是内力在单位面积上的分布强度，通常表示为σ=N/A（轴向应力）或τ=F/A（剪应力），其单位为Pa。因此“单位面积上的内力称为应力”的说法正确。 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 简述均质材料直杆轴向拉伸或压缩时正应力的计算方法。 【答案】对均质、等截面直杆，在轴向力作用下正应力按σ＝N/A计算，其中N为该截面的轴力，A为截面面积。计算前应先通过受力分析确定轴力的大小和拉、压性质，并在危险截面进行强度校核。 32. 简述轴向拉伸或压缩杆件强度校核的基本步骤。 【答案】先画受力图并求各段轴力；确定危险截面及其面积；按σ＝N/A计算正应力；再与材料许用应力比较，满足σ不大于许用应力时强度合格。 33. 什么是载荷？根据性质不同可分为哪几种？ 【答案】材料在加工及使用过程中所受的外力称为载荷。根据载荷作用性质不同，通常可分为静载荷、冲击载荷、交变载荷等三种。 【解析】载荷是材料或构件在加工、运输、安装和使用过程中所承受的外部作用。按载荷作用性质不同，通常可分为静载荷、冲击载荷和交变载荷等。静载荷变化缓慢或基本不变；冲击载荷在短时间内突然作用；交变载荷的大小或方向随时间反复变化。因此题干答案正确。 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 画出塑性材料和脆性材料拉伸时的应力应变曲线图，要求标注完整。 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 $ 安徽省（分类招生和对口招生）装备制造类 《机械基础》（高教版·第3版） 直杆的基本变形（一） 单元过关卷 时间：60分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、单项选择题（本大题共20小题，每题3分，共60分） 1. 下列选项中，哪个不属于材料力学的三个基本假说（ ） A. 连续均匀假说 B. 各向同性假说 C. 小变形假说 D. 研究对象为刚体假说 2. 杆件拉压变形的受力特点是（ ） A. 所受外力的合力的作用线沿着杆件轴线方向 B. 受到两个大小相等、方向相反、作用线在同一条直线上的外力的作用。 C. 受到垂直于杆件轴线的外力的作用 D. 在杆件两端受到两个大小相等、转向相反、作用面相互平行的力偶的作用 3. 下图中,若将力P从B截面平移至C截面，则只有（ ） 不改变。 A. 每个截面上的轴力； B. 每个截面上的应力； C. 杆的总变形； D. 杆左端的约束反力。 4. 工程上常把伸长率大于5%的材料称为（ ） A. 弹性材料 B. 脆性材料 C. 塑性材料 D. 刚性材料 5. 轴向拉、压杆，由截面法求得同一截面的左右两部分的轴力，此两轴力大小相等而（ ） A. 方向相同，符号相同 B. 方向相反，符号相同 C. 方向相同，符号相反 D. 方向相反，符号相反 6. 关于轴向拉压杆件轴力的说法中，错误的是（ ） A. 拉压杆的内力只有轴力 B. 轴力的作用线与杆轴重合 C. 轴力是沿杆轴作用的外力 D. 轴力与杆的材料、横截面无关 7. 下面图中三种材料，______强度最高，______刚度最大，______塑性最好（ ） A. b、c、a B. c、a、b C. b、a、c D. a、b、c 8. 下列关于内力和外力关系的叙述，正确的是（ ） A. 内力的大小是一定的 B. 外力是由内力产生的 C. 内力可以随着外力的增大而无限增大 D. 内力随着外力的增大而增大，但当内力增大到一定限度时，杆件会发生损坏。 9. 横截面上与杆件轴线共线的内力称为（ ） A. 扭矩 B. 弯矩 C. 轴力 D. 剪切力 10. 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) 11. 杆件失去正常工作能力或发生断裂破坏时的应力，被称为（ ） A. 许用应力 B. 极限应力 C. 屈服应力 D. 强度应力 12. 杆件的轴向拉伸或压缩应力与材料的哪种性质有关（ ） A. 密度 B. 弹性模量 C. 屈服强度 D. 硬度 13. 轴向拉压杆的危险截面是（ ）的横截面。 A. 轴力最大 B. 正应力最大 C. 面积最小 D. 位移最大 14. 下列属于构件强度问题的是（ ） A. 机床主轴受力后变形过大影响加工精度 B. 桥梁在车辆荷载下发生断裂 C. 细长杆受压时产生弯曲变形 D. 弹簧受力后伸长量超过设计值 15. 直杆轴向拉伸与压缩强度计算中，材料的失效通常发生在材料中（ ） A. 加工硬化区 B. 断裂区 C. 屈服区 D. 变形区 16. 直杆在轴向拉力作用下，杆件主要产生的基本变形是（ ） A. 轴向拉伸变形 B. 轴向压缩变形 C. 横向剪切变形 D. 接触挤压变形 17. 如图所示，在平板和受拉螺栓之间垫上一个垫圈，可以提高（ ） A. 螺栓的拉伸强度 B. 螺栓的挤压强度 C. 螺栓的剪切强度 D. 平板的挤压强度 18. 拉压强度校核公式不能解决的问题是（ ） A. 校核构件的拉伸或压缩强度 B. 确定杆件的许可载荷 C. 确定杆件的最小截面积 D. 确定构件的材料 19. 两块钢板采用铆钉连接，外力使铆钉沿横截面发生相对错动，铆钉主要承受的变形是（ ） A. 轴向拉伸变形 B. 轴向压缩变形 C. 横向剪切变形 D. 接触挤压变形 20. 在校核材料的剪切和挤压强度时，当其中有一个超过许用值时，强度就（ ） A. 不够 B. 足够 C. 无法判断 D. 无关 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 理论力学研究的对象都看作是刚体，材料力学研究的对象都看作是变形体。（ ） 22. 在杆件截面突变处的横截面上，应力分布是均匀的。（ ） 23. 直杆在压缩变形时，其长度会缩短。（ ） 24. 构件内力的大小不但与外力大小有关，还与材料的截面形状有关。（ ） 25. 下图中钢板受剪，剪切变形区域的应力均匀分布（ ） 26. 截面形状及尺寸完全相同的一根木梁和一根钢梁，若所受外力相同，则这两根梁的内力图也相同。（ ） 27. 受轴向拉压的杆件,求截面上的轴力通常用截面法。（ ） 28. 图中螺栓受剪时，其挤压面面积应按螺栓与被连接件接触的圆柱面的正投影面积计算（ ） 29. 杆件只受轴向拉压时，平行于杆件横截面上的内力必为零，垂直于杆件横截面上的内力可能为零，也可能不为零（ ） 30. 单位面积上的内力称为应力。（ ） 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 简述均质材料直杆轴向拉伸或压缩时正应力的计算方法。 32. 简述轴向拉伸或压缩杆件强度校核的基本步骤。 33. 什么是载荷？根据性质不同可分为哪几种？ 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 画出塑性材料和脆性材料拉伸时的应力应变曲线图，要求标注完整。 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 $