第3卷 直杆的基本变形（上）——力学性能与拉伸压缩 山东省（高职分类考试）《机械基础》（高教版·第3版） 单元过关卷

山东省（高职分类考试）考纲百套卷 第3卷 直杆的基本变形（上）——力学性能与拉伸压缩 单元过关卷《机械基础》机械制造类 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. 拉伸试验时，加工硬化现象发生在（ ） A. 弹性变形阶段 B. 塑性变形阶段 C. 缩颈阶段 D. 强化阶段 2. 金属材料抵抗局部塑性变形的能力称为（ ） A. 强度 B. 塑性 C. 硬度 D. 韧性 3. 三种材料的应力-应变曲线分别如图所示，其中强度最高、刚度最大、塑性最好的材料分别是（ ） A. a、b、c B. b、c、a C. b、a、c D. c、b、a 4. 构件抵抗过大变形的能力称为（ ） A. 刚度 B. 强度 C. 稳定性 D. 平衡性 5. QT600-3表示（ ） A. 抗拉强度600MPa，伸长率3%的球墨铸铁 B. 屈服强度600MPa的球墨铸铁 C. 抗拉强度600MPa的灰铸铁 D. 硬度600HBW的球墨铸铁 6. 金属材料在静载荷的作用下抵抗变形和破坏的能力称为（ ） A. 塑性 B. 硬度 C. 强度 D. 疲劳强度 7. 观察下图中压力机的结构，关于杆1和杆2的受力类型，以下判断正确的是（ ） A. 杆1受拉，杆2受压 B. 杆1受压，杆2受拉 C. 两杆都受拉 D. 两杆都受压 8. 金属材料在外力作用下抵抗塑性变形和断裂的能力称为（ ） A. 弹性 B. 塑性 C. 强度 D. 韧性 9. 金属材料的硬度与强度之间的关系是（ ） A. 硬度高，强度一定高 B. 硬度高，强度一定低 C. 一般情况下，硬度高，强度也高 D. 无关系 10. 如图所示受力情况，铰链的各杆件中受拉的杆件有（ ） A. AB杆、AD杆 B. BD杆、BC杆 C. AB杆、BC杆，CD杆和AD杆 D. BC杆、CD杆 11. 下列哪项不是金属材料力学性能的常见指标（ ） A. 强度 B. 塑性 C. 密度 D. 韧性 12. 冲击韧性评价材料在何种加载下的性能？（ ） A. 静态拉伸 B. 反复循环加载 C. 压缩加载 D. 弯曲加载 13. Rm表示试样所承受的最大拉应力（ ） A. 拉断前 B. 拉断后 C. 屈服时 D. 弹性变形前 14. 图所示AB杆两端受大小为F的力的作用，则杆内截面上的内力大小为（ ） A. F B. C. 0 D. 1 15. 硬度标尺HRB所用的压头类型为（ ） A. 120°金刚石圆锥体 B. 1.58 mm 的钢球 C. 136°金刚石四棱锥体 D. 硬质合金 16. 现需要测定某灰铸铁的硬度，一般选用（ ） A. A：布氏硬度试验法 B. B：洛氏硬度试验法 C. C：维氏硬度试验法 D. D：以上都不对 17. 如下图所示，杆A、B端分别受力 F的作用，则杆内截面上的内力为（ ） A. 2F B. F/2 C. F D. 1.5F 18. 金属材料在静载荷作用下产生永久变形而不破坏的能力被称为（ ） A. 强度 B. 塑性 C. 硬度 D. 弹性 19. 因为金属材料具有一定的____，所以有利于某些成形工艺、修复工艺、装配的顺利完成。（ ） A. 强度 B. 硬度 C. 塑性 D. 韧性 20. 运用拉伸与压缩的强度条件，不可解决的问题是（ ） A. 强度校核 B. 截面设计 C. 确定许用载荷 D. 计算剪切应力 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 零件在工作中所承受的应力，不允许超过屈服极限，否则会产生断裂。（ ） 22. 金属材料抵抗冲击载荷的能力称为韧性。αk值高的材料称为脆性材料，αk值低的材料称为韧性材料。（ ） 23. 塑性材料在断裂前的塑性变形很小，脆性材料则有显著塑性变形。（ ） 24. 直杆发生轴向压缩时，杆件长度缩短，横截面尺寸通常增大。（ ） 25. 在直杆轴向拉伸时，材料发生塑性变形前的变形阶段属于弹性变形。（ ） 26. 在机械工程中常利用冷变形强化提高构件的承载能力。（ ） 27. 金属材料的弹性模量越大，其刚度越好。（ ） 28. 截面法是求内力的唯一方法（ ） 29. 求轴向拉伸或压缩杆件的轴力时，一般地说，在采用了截面法之后，是不能随意使用力的可传性原理来研究留下部分的外力平衡的。（ ） 30. 应力与应变之间的关系通常在应力-应变曲线上体现，曲线越陡表示材料的刚度越大。（ ） 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 工程中提高构件刚度的主要方法有哪些？举例说明。 32. 低碳钢的拉伸试验力一伸长曲线要经历哪几个阶段？试样断裂前所能承受的最大拉应力出现在哪个阶段？ 33. 什么是应力？单位是什么？分几种？ 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 写出低碳钢拉伸实验时四个明显的变形阶段及每个阶段所对应的极限点。 变形阶段 极限点 备注 变形阶段排列顺序完全正确得1分，否则不得此1分 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 $ 山东省（高职分类考试）考纲百套卷 第3卷 直杆的基本变形（上）——力学性能与拉伸压缩 单元过关卷《机械基础》机械制造类 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. 拉伸试验时，加工硬化现象发生在（ ） A. 弹性变形阶段 B. 塑性变形阶段 C. 缩颈阶段 D. 强化阶段 【答案】D 【解析】加工硬化是材料在塑性变形过程中，随着塑性应变增加而强度、硬度提高，继续塑性变形所需应力增大的现象。它主要发生在屈服后的变形强化阶段，因此选D。 2. 金属材料抵抗局部塑性变形的能力称为（ ） A. 强度 B. 塑性 C. 硬度 D. 韧性 【答案】C 【解析】硬度是金属材料抵抗其他物体压入或抵抗局部塑性变形的能力，因此选C。强度是抵抗变形和破坏的能力，塑性是产生塑性变形而不断裂的能力，韧性是材料吸收能量并抵抗断裂的能力。 3. 三种材料的应力-应变曲线分别如图所示，其中强度最高、刚度最大、塑性最好的材料分别是（ ） A. a、b、c B. b、c、a C. b、a、c D. c、b、a 【答案】A 【解析】在应力—应变曲线中，强度通常以曲线的最大应力值比较；刚度由弹性阶段曲线的斜率比较，斜率越大刚度越大；塑性可由断裂时的应变或曲线的塑性变形范围比较。根据题图，强度最高、刚度最大、塑性最好分别为a、b、c，因此选A。 4. 构件抵抗过大变形的能力称为（ ） A. 刚度 B. 强度 C. 稳定性 D. 平衡性 【答案】A 【解析】刚度是构件抵抗变形的能力。构件在载荷作用下的变形不超过规定值，属于刚度要求，因此选A。强度主要表示抵抗破坏或过量塑性变形的能力。 5. QT600-3表示（ ） A. 抗拉强度600MPa，伸长率3%的球墨铸铁 B. 屈服强度600MPa的球墨铸铁 C. 抗拉强度600MPa的灰铸铁 D. 硬度600HBW的球墨铸铁 【答案】A 【解析】QT表示球墨铸铁，数字600表示抗拉强度不低于600 MPa，数字3表示断后伸长率不低于3%。因此QT600-3表示抗拉强度600 MPa、伸长率3%的球墨铸铁，选A。 6. 金属材料在静载荷的作用下抵抗变形和破坏的能力称为（ ） A. 塑性 B. 硬度 C. 强度 D. 疲劳强度 【答案】C 【解析】强度是金属材料在静载荷作用下抵抗变形和破坏的能力，因此选C。塑性、硬度和疲劳强度分别反映材料发生塑性变形、抵抗局部压入以及抵抗交变载荷破坏的能力。 7. 观察下图中压力机的结构，关于杆1和杆2的受力类型，以下判断正确的是（ ） A. 杆1受拉，杆2受压 B. 杆1受压，杆2受拉 C. 两杆都受拉 D. 两杆都受压 【答案】D 【解析】在水平力F的作用下，杆1与杆2都被挤压，受到压力。 8. 金属材料在外力作用下抵抗塑性变形和断裂的能力称为（ ） A. 弹性 B. 塑性 C. 强度 D. 韧性 【答案】C 【解析】金属材料在外力作用下抵抗塑性变形和断裂的能力称为强度，因此选C。弹性表示卸载后恢复原状的能力，塑性表示产生塑性变形而不断裂的能力，韧性表示抵抗冲击断裂并吸收能量的能力。 9. 金属材料的硬度与强度之间的关系是（ ） A. 硬度高，强度一定高 B. 硬度高，强度一定低 C. 一般情况下，硬度高，强度也高 D. 无关系 【答案】C 【解析】硬度与抗拉强度都与材料抵抗塑性变形的能力有关。对许多金属材料而言，硬度越高，抗拉强度通常也越高，但这种关系是一般规律，并非绝对关系，因此选C。 10. 如图所示受力情况，铰链的各杆件中受拉的杆件有（ ） A. AB杆、AD杆 B. BD杆、BC杆 C. AB杆、BC杆，CD杆和AD杆 D. BC杆、CD杆 【答案】C 【解析】根据受力分析，可知AB、BC、CD、AD四杆受力的作用线沿杆件轴线。 11. 下列哪项不是金属材料力学性能的常见指标（ ） A. 强度 B. 塑性 C. 密度 D. 韧性 【答案】C 【解析】强度、塑性和韧性都是金属材料常见的力学性能指标。密度反映材料的物理特性，不属于通常所说的力学性能指标，因此选C。 12. 冲击韧性评价材料在何种加载下的性能？（ ） A. 静态拉伸 B. 反复循环加载 C. 压缩加载 D. 弯曲加载 【答案】B 【解析】冲击韧性评价材料在反复循环加载下的性能，特别是在遭受冲击时的表现。 13. Rm表示试样所承受的最大拉应力（ ） A. 拉断前 B. 拉断后 C. 屈服时 D. 弹性变形前 【答案】A 【解析】Rm表示抗拉强度，即试样在拉伸过程中所承受的最大工程应力，通常出现在试样拉断前、开始缩颈或缩颈发展阶段的最大载荷处，因此选A。 14. 图所示AB杆两端受大小为F的力的作用，则杆内截面上的内力大小为（ ） A. F B. C. 0 D. 1 【答案】A 【解析】利用截面法求内力。 15. 硬度标尺HRB所用的压头类型为（ ） A. 120°金刚石圆锥体 B. 1.58 mm 的钢球 C. 136°金刚石四棱锥体 D. 硬质合金 【答案】B 【解析】洛氏硬度HRB采用钢球压头，标准直径为1.588 mm（1/16英寸），并使用规定载荷测定硬度，因此选B。120°金刚石圆锥体用于HRC等标尺，136°金刚石四棱锥体用于维氏硬度试验。 16. 现需要测定某灰铸铁的硬度，一般选用（ ） A. A：布氏硬度试验法 B. B：洛氏硬度试验法 C. C：维氏硬度试验法 D. D：以上都不对 【答案】A 【解析】灰铸铁组织中含有石墨，材料较脆且硬度范围适合采用布氏硬度试验，布氏压痕较大，测量结果具有较好的代表性。因此应选A。原选项A中的“布什”属于术语错误，应改为“布氏”。 17. 如下图所示，杆A、B端分别受力 F的作用，则杆内截面上的内力为（ ） A. 2F B. F/2 C. F D. 1.5F 【答案】C 【解析】分析内力，用截面法，由平衡条件可知=F。 18. 金属材料在静载荷作用下产生永久变形而不破坏的能力被称为（ ） A. 强度 B. 塑性 C. 硬度 D. 弹性 【答案】B 【解析】塑性是金属材料在静载荷作用下产生永久变形而不发生断裂的能力，因此选B。永久变形即卸载后不能恢复的塑性变形。 19. 因为金属材料具有一定的____，所以有利于某些成形工艺、修复工艺、装配的顺利完成。（ ） A. 强度 B. 硬度 C. 塑性 D. 韧性 【答案】C 【解析】塑性好的材料能够在不发生断裂的情况下产生较大的永久变形，有利于冲压、锻造等成形工艺以及修复、装配工作的进行，因此选C。 20. 运用拉伸与压缩的强度条件，不可解决的问题是（ ） A. 强度校核 B. 截面设计 C. 确定许用载荷 D. 计算剪切应力 【答案】D 【解析】拉伸与压缩的强度条件可用于强度校核、截面设计和确定许用载荷。计算剪切应力需要采用剪切或扭转等相应的受力与强度关系，不能直接由拉伸、压缩强度条件解决，因此选D。 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 零件在工作中所承受的应力，不允许超过屈服极限，否则会产生断裂。（ ） 【答案】错误 【解析】零件在工作中所承受的应力，不允许超过屈服极限，否则会产生塑性变形。 22. 金属材料抵抗冲击载荷的能力称为韧性。αk值高的材料称为脆性材料，αk值低的材料称为韧性材料。（ ） 【答案】错误 【解析】αk值高的材料称为韧性材料，αk值低的材料称为脆性材料。 23. 塑性材料在断裂前的塑性变形很小，脆性材料则有显著塑性变形。（ ） 【答案】错误 【解析】塑性材料断裂前有显著塑性变形（如低碳钢的颈缩），脆性材料（如铸铁）断裂前塑性变形很小。 24. 直杆发生轴向压缩时，杆件长度缩短，横截面尺寸通常增大。（ ） 【答案】正确 【解析】轴向压缩使直杆沿轴线方向产生缩短变形，同时由于泊松效应，横向尺寸通常会增大，这属于直杆的轴向压缩变形特征。 25. 在直杆轴向拉伸时，材料发生塑性变形前的变形阶段属于弹性变形。（ ） 【答案】正确 【解析】在拉伸时，材料会经历弹性变形阶段，即在未超过屈服点前的阶段，材料形变与应力呈线性关系。 26. 在机械工程中常利用冷变形强化提高构件的承载能力。（ ） 【答案】正确 【解析】冷变形强化会使金属材料的屈服强度和抗拉强度提高，从而在一定范围内提高构件的承载能力。因此该说法正确。 27. 金属材料的弹性模量越大，其刚度越好。（ ） 【答案】正确 【解析】弹性模量是衡量材料刚度的重要指标，表示材料在受到外力作用时抵抗形变的能力。弹性模量越大，材料在相同应力下形变越小，刚度也就越好 。 28. 截面法是求内力的唯一方法（ ） 【答案】正确 【解析】截面法通过假想切开构件、建立截面两侧的平衡方程求解内力，是求构件内力的唯一基本方法，因此正确。 29. 求轴向拉伸或压缩杆件的轴力时，一般地说，在采用了截面法之后，是不能随意使用力的可传性原理来研究留下部分的外力平衡的。（ ） 【答案】正确 【解析】力的可传性原理只适用于刚体。轴向拉伸或压缩杆是可变形体，外力作用线上的力移动可能改变局部变形和内力分布。因此采用截面法后，不能随意使用力的可传性原理研究保留下部分的外力平衡，该说法正确。 30. 应力与应变之间的关系通常在应力-应变曲线上体现，曲线越陡表示材料的刚度越大。（ ） 【答案】正确 【解析】应力-应变曲线的斜率表示材料的刚度，斜率越大，材料的刚度越大。 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 工程中提高构件刚度的主要方法有哪些？举例说明。 【答案】提高构件刚度的主要方法包括：- 增大构件的截面惯性矩：惯性矩越大，刚度越好。例如，机床床身采用空心矩形截面而非实心截面，在相同材料用量下惯性矩更大，刚度更高。- 选用弹性模量高的材料：弹性模量E越大，相同应力下的变形越小。例如，在要求刚度高的结构中，用钢材代替木材（钢材E约为200GPa，木材约为10GPa）- 减小构件的跨度或支撑间距：弯曲变形与跨度的平方（或立方）成正比，减小跨度可显著降低变形。例如，桥梁通过增加桥墩数量减小跨度，提高整体刚度。 【解析】从截面形状、材料选择、结构布局三个方面阐述提高刚度的方法，并结合工程实例说明，使理论与实际应用相结合，体现方法的可行性。 32. 低碳钢的拉伸试验力一伸长曲线要经历哪几个阶段？试样断裂前所能承受的最大拉应力出现在哪个阶段？ 【答案】弹性变形阶段 屈服阶段 变形强化阶段 缩颈与断裂阶段 【解析】低碳钢拉伸曲线依次经历弹性变形、屈服、变形强化及缩颈与断裂阶段。缩颈开始前的变形强化阶段达到最大拉应力。 33. 什么是应力？单位是什么？分几种？ 【答案】零件在载荷作用下产生内力，单位截面上的内力称为应力。大小或方向不随时间变化或变化缓慢的应力称为静应力，大小或方向随时间变化称为变应力。 【解析】应力是载荷作用下零件内力在单位截面上的分布，，单位为帕（Pa），即牛/米²（N/m²）。按随时间变化情况分为静应力和变应力。 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 写出低碳钢拉伸实验时四个明显的变形阶段及每个阶段所对应的极限点。 变形阶段 极限点 备注 变形阶段排列顺序完全正确得1分，否则不得此1分 【答案】弹性变形，比例极限；屈服阶段，屈服极限；变形强化阶段，强度极限；缩颈与断裂，无 【解析】依据低碳钢拉伸应力—应变曲线，变形依次经历弹性、屈服、强化、缩颈断裂阶段，对应极限点分别为比例极限、屈服极限、强度极限和无极限点。 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 $