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江苏省(职教高考)机械类《机械基础》45分钟专题训练卷专辑,共135份试卷。试卷命题与高考紧密相关,精选具有代表性和典型性的高考常考题。旨在帮助学生系统地复习和巩固机械类理论知识,熟悉高考题型和命题规律,提高解题能力和应试技巧,为高考取得优异成绩打下坚实的基础,本训练卷适用于即将参加机械类高考的学生。
与本专辑配套的还有江苏省职教高考考试《机械制图》《机械加工技术》45分钟专题训练卷专辑,欢迎同学和老师们下载使用。
江苏省(职教高考)机械类 《机械基础》
项目三:直杆的基本变形
任务九:梁的正应力强度条件
时间:45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2分,共40分)
1. 梁弯曲正应力强度计算中,最大弯曲正应力不应超过材料的( )
A. 屈服极限
B. 许用弯曲应力
C. 弹性模量
D. 截面惯性矩
【答案】B
【解析】梁弯曲正应力必须满足最大弯曲正应力不超过材料许用弯曲应力的要求,以保证梁在工作过程中具有足够的强度。屈服极限和弹性模量是材料性能参数,截面惯性矩是截面几何性质。
2. 在梁的弯曲过程中,梁的中性层( )
A. 长度不变
B. 长度伸长
C. 长度缩短
D. 不能确定
【答案】A
【解析】在梁的弯曲过程中,受拉区纵向纤维伸长,受压区纵向纤维缩短。在受拉区与受压区之间存在一层纵向纤维,其长度保持不变,这一层称为中性层。因此应选A。
3. 一根矩形截面梁承受弯矩 1.2 kN·m,截面宽度为 40 mm,高度为 120 mm,则梁截面上的最大弯曲正应力约为( )
A. 8.3 MPa
B. 12.5 MPa
C. 16.7 MPa
D. 25.0 MPa
【答案】C
【解析】矩形截面的抗弯截面模量为 W=bh2/6=40×1202/6=96000 mm3。最大弯曲正应力为 σmax=M/W=1.2×106/96000≈12.5 MPa,因此正确选项应为B。
4. 在梁的截面面积相同、材料和弯矩均相同的条件下,增大截面高度主要是为了( )
A. 减小材料弹性模量
B. 增大截面抗弯截面模量
C. 减小截面惯性矩数值
D. 降低材料许用弯曲应力
【答案】B
【解析】矩形截面的抗弯截面模量与截面高度的平方有关,增大截面高度可以明显增大抗弯截面模量,从而降低相同弯矩下的最大弯曲正应力。弹性模量和许用应力属于材料性质,截面高度增大不会使截面惯性矩减小。
5. 某简支梁在集中载荷作用下,危险截面的弯矩为 0.9 kN·m,抗弯截面模量为 45 cm3,材料许用弯曲应力为 180 MPa。该梁的强度状态是( )
A. 最大应力为 100 MPa,满足强度要求
B. 最大应力为 150 MPa,满足强度要求
C. 最大应力为 200 MPa,不满足强度要求
D. 最大应力为 250 MPa,不满足强度要求
【答案】C
【解析】将抗弯截面模量换算为45000 mm3,最大弯曲正应力为σmax=0.9×106/45000=20 MPa,因此给出的选项数值均不匹配,题目设计有误。应重出该题。
6. 提高梁抗弯能力的措施包括以下哪项?( )
A. 减小梁的宽度
B. 增加梁的长度
C. 增加梁的高度
D. 减小梁的厚度
【答案】C
【解析】梁的弯曲正应力满足σmax=M/W,其中W为抗弯截面模量。对于矩形截面,W=bh2/6,增加截面高度h可显著增大抗弯截面模量,从而在弯矩相同的条件下降低最大弯曲正应力,提高梁的抗弯能力。因此应选C。
7. 图示圆截面悬臂梁,若其他条件不变,而直径增加一倍,则其最大正应力是原来的_____倍。( )
A. 1/8
B. 8
C. 2
D. 1/2
【答案】A
8. 提高梁抗弯能力的措施不包括以下哪项?( )
A. 增加梁的高度
B. 增加梁的宽度
C. 增加梁的厚度
D. 增加梁的长度
【答案】D
【解析】提高梁的抗弯能力通常可通过增大抗弯截面模量W、合理布置载荷等措施实现。对于矩形截面,W=bh2/6,增加梁的高度、宽度或厚度均可增大W,从而提高抗弯能力。增加梁的长度通常不会提高截面本身的抗弯能力,并且在相同荷载条件下可能使弯矩增大。因此不包括增加梁的长度,应选D。
9. 下列不能提高梁的抗弯能力的措施是( )
A. 选择合理的截面形状
B. 合理布置载荷
C. 增大梁的长度
D. 采用变截面梁
【答案】C
【解析】梁的抗弯能力主要取决于材料强度、截面形状和抗弯截面模量,并可通过合理布置载荷、采用变截面梁等措施改善。增大梁的长度不会增大截面抗弯截面模量;在相同荷载条件下,梁的弯矩通常还会增大,从而可能降低强度储备。因此不能提高梁抗弯能力的措施是增大梁的长度,应选C。
10. 梁弯曲正应力强度条件可表示为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】弯曲正应力满足σmax=W。为保证梁安全,最大正应力不得超过材料许用正应力,故强度条件为σmax≤[σ],选A。
11. 梁的中性轴上各点的弯曲正应力( )
A. A:最大拉应力
B. B:零应力
C. C:最大压应力
D. D:最大剪应力
【答案】B
【解析】梁的弯曲正应力可表示为σ=My/I,其中y为该点到中性轴的距离,I为截面对中性轴的惯性矩。中性轴上各点的y=0,因此σ=0。故应选B。
12. 矩形截面梁发生纯弯曲时,最大弯曲正应力出现在( )
A. 中性轴上的各点
B. 靠近中性轴的区域
C. 距中性轴最远的边缘处
D. 截面形心所在的区域
【答案】C
【解析】纯弯曲时σ=My/I,正应力绝对值随距中性轴距离|y|增大而增大;矩形截面最外边缘距中性轴最远,故选C。
13. 梁截面抗弯强度计算中,反映截面抗弯能力的主要几何量是( )
A. 截面面积
B. 截面惯性矩
C. 截面高度
D. 抗弯截面模量
【答案】D
【解析】由σmax=W可知,在弯矩相同时,抗弯截面模量W越大,最大应力越小,截面抗弯能力越强,故选D。
14. 图示三种截面的截面积相等,高度相同,试按其抗弯截面模量由大到小依次排列( )
A. ABC
B. CBA
C. CAB
D. BAC
【答案】B
15. 简支梁在跨中承受竖直向下集中力时,跨中正弯矩区域的应力状态是( )
A. 上缘受压、下缘受拉
B. 上缘受拉、下缘受压
C. 中性轴受压、上下缘受拉
D. 上下缘均受压、中性轴受拉
【答案】A
【解析】简支梁在跨中受到竖直向下集中力时,跨中附近产生正弯矩,梁发生下凸变形。根据弯曲变形特点,截面上缘受压、下缘受拉;中性轴上的弯曲正应力为零。因此应选A。
16. 在平面弯曲条件下,梁截面的弯曲正应力沿截面高度方向通常呈( )
A. 均匀分布
B. 线性分布
C. 抛物线分布
D. 指数分布
【答案】B
【解析】由σ=My/I可知,同一截面M、I为定值,正应力与高度方向坐标y成正比,沿高度呈线性分布,故选B。
17. 轴向拉力与弯矩在同一截面使一侧应力叠加时,该侧最大正应力可表示为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】组合变形时,轴向拉应力与同侧弯曲拉应力叠加,最大正应力为两者之和。
18. 在材料、弯矩和截面面积均不变时,为减小梁的最大弯曲正应力,应( )
A. 减小截面模量
B. 减小截面高度
C. 增大弯矩
D. 增大截面模量
【答案】D
【解析】弯曲正应力与弯矩成正比、与抗弯截面模量成反比,增大截面模量可降低应力。
19. 某梁截面的最大弯矩为 ,抗弯截面模量为 ,则最大弯曲正应力为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】将弯矩换算为 ,截面模量为 ,应力为 。
20. 矩形截面梁承受轴向拉力和弯矩。已知截面宽度为 ,高度为 ,轴向拉力为 ,最大弯矩为 ,则截面最大正应力为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】截面面积为 ,截面模量为 ;轴力应力为 ,弯曲应力为 ,同侧相加得 。
二、填空题(本大题共10小题,每题2分,共20分)
21. 梁弯曲时,横截面上的内力包括弯矩和剪力 ,其中对梁强度影响较大的主要是______。
【答案】弯矩
【解析】梁弯曲时,横截面上的内力包括弯矩和剪力 ,其中对梁强度影响较大的主要是弯矩。
22. 梁弯曲时,中性层的正应力为______,梁的横截面上任意点的正应力与该点到中性轴的距离成______。
【答案】① 零 ② 正比
【解析】中性层上的点到中性轴距离为零,弯曲正应力为零;截面上任意点的弯曲正应力与其到中性轴的距离成正比。
23. 梁弯曲正应力强度条件可表示为:危险截面的最大弯曲正应力应不超过材料的______;其计算式为 σmax=/______。
【答案】许用弯曲应力;抗弯截面模量
【解析】梁的弯曲正应力强度条件要求最大弯曲正应力不超过材料的许用弯曲应力。弯曲正应力可用危险截面的最大弯矩除以抗弯截面模量求得。
24. 提高梁抗弯能力的措施包括______和增加梁的截面惯性矩。
【答案】选用高强度材料
【解析】选用高强度材料可以提高梁的抗弯能力,同时增加梁的截面惯性矩也可以提高其抗弯性能。
25. 梁在弯曲变形时,横截面上距中性轴最远处的正应力通常最大;梁的正应力强度条件为______。
【答案】
【解析】最大工作正应力不得超过材料的许用正应力,才能保证梁具有足够的正应力强度。
26. 矩形截面梁的抗弯截面系数为______,其中 为截面宽度, 为截面高度。
【答案】
【解析】矩形截面对中性轴的截面系数等于惯性矩与边缘距离之比,计算得 。
27. 某矩形截面梁宽度为 ,高度为 ,承受最大弯矩 ,则梁内最大正应力为______。
【答案】
【解析】,,由弯曲正应力公式得:。
28. 在梁的组合变形中,若截面同时承受轴向拉力 和弯矩 ,则同一侧边缘的最大拉应力可表示为______。
【答案】
【解析】轴向拉力产生均匀拉应力,弯矩在一侧产生拉应力,二者在同侧边缘叠加形成最大拉应力。
29. 某截面同时承受轴向拉力 和弯矩 ,截面面积 ,抗弯截面系数 ,则最大正应力为______。
【答案】
【解析】轴向应力为 ,弯曲应力为 ,叠加得最大正应力为 。
30. 在截面面积和材料用量相同的条件下,为提高梁的抗弯能力,应尽量将材料布置在远离______的位置。
【答案】中性轴
【解析】抗弯截面系数随材料到中性轴距离的增大而增大,材料远离中性轴可提高截面的抗弯能力。
三、判断题(本大题共10小题,每题1分,共10分)
31. 提高梁抗弯能力的措施可以通过增加梁的高度来实现。( )
【答案】正确
【解析】增加梁的高度可以增强其截面惯性矩,从而提高其抗弯能力。
32. 无论梁的截面形状如何,只要截面面积相等,则梁的强度条件是相等的。( )
【答案】错误
【解析】横截面积相等时,截面形状不同,截面惯性矩和抗弯截面系数通常不同,因此梁的弯曲正应力强度条件也不相同。将较多材料布置在远离中性轴的位置,可以增大截面惯性矩和抗弯截面系数,从而提高梁的抗弯能力。因此,题干说法错误。
33. 弯曲变形时,构件的最大正应力一定出现在弯矩最大的截面。( )
【答案】错误
【解析】最大正应力取决于弯矩和截面惯性矩(σ=M y/I),若某截面弯矩较大但惯性矩也很大,其正应力可能小于弯矩较小但惯性矩很小的截面。
34. 偏心拉伸是轴向拉伸与弯曲的组合变形。( )
【答案】正确
【解析】偏心拉力可分解为轴向拉力和弯矩,因此偏心拉伸是轴向拉伸与弯曲的组合变形。
35. 在梁的弯曲正应力强度校核中,只要最大弯曲正应力小于材料的屈服极限,梁就一定满足强度条件。( )
【答案】错误
【解析】该说法错误。梁的强度校核应比较最大弯曲正应力与材料的许用弯曲应力,而不是直接与屈服极限比较;许用弯曲应力通常已考虑安全因素,数值低于相应的极限强度。
36. 组合变形时,各基本变形的应力可以叠加( )
【答案】正确
【解析】在线弹性范围内,组合变形的总应力等于各基本变形产生的应力的代数和,因此该说法正确。
37. 为了提高梁的抗弯能力,可将集中载荷变为均布载荷( )
【答案】正确
【解析】在载荷合力和作用范围相同的条件下,将集中载荷变为均布载荷可减小最大弯矩,从而提高梁的抗弯能力,因此该说法正确。
38. 从弯曲正应力强度考虑,在矩形、圆形及工字形截面中,以工字形截面最为合理。( )
【答案】正确
【解析】在截面面积、材料用量和截面高度等比较条件相近时,工字形截面可将较多材料布置在远离中性轴的位置,因而具有较大的截面惯性矩和抗弯截面系数,能够有效降低弯曲正应力、提高抗弯承载能力。因此,从弯曲正应力强度条件考虑,工字形截面通常比矩形和圆形截面更合理,题干说法正确。
39. 矩形截面梁的宽度和弯矩保持不变时,截面高度增大一倍,最大弯曲正应力将减小为原来的四分之一。( )
【答案】正确
【解析】矩形截面的抗弯截面模量与截面高度的平方成正比。高度增大一倍时,抗弯截面模量增大为原来的四倍,在弯矩不变的条件下,最大弯曲正应力减小为原来的四分之一。
40. 梁同时承受轴向拉力和弯矩时,正应力强度条件仍可只按弯矩计算,不必考虑轴向力。( )
【答案】错误
【解析】组合变形时应按叠加原理计算正应力,通常为 ,轴向力和弯矩均需考虑。
四、简答题(本大题共4小题,每题5分,共20分)
41. 简述梁弯曲正应力强度条件的内容,并说明进行强度校核时需要确定的主要参数。
【答案】(1)梁的最大弯曲正应力不得超过材料的许用弯曲应力,即应满足 σmax≤[σ]。
(2)强度校核时应确定梁的危险截面及该截面的最大弯矩 。
(3)应根据截面形状确定抗弯截面模量 W,并按 σmax=/W 计算最大弯曲正应力。
(4)将计算得到的最大弯曲正应力与材料许用弯曲应力进行比较,作出满足或不满足强度要求的结论。
【解析】梁弯曲正应力强度校核的核心是先确定危险截面的最大弯矩和抗弯截面模量,再计算最大弯曲正应力,最后与许用弯曲应力比较。答题应同时说明计算关系和判定依据,不能用刚度或挠度条件代替强度条件。
42. 梁结构尺寸、受力如图所示,不计梁重,已知q=10kN/m,M=10kN·m,求A、B、C处的约束力。
【答案】以CB为研究对象,建立平衡方程
解得: , 以AC为研究对象,建立平衡方程 解得:
43. 简述梁弯曲正应力强度校核的基本步骤,并写出正应力强度条件。
【答案】(1)根据梁的受载情况求出危险截面的最大弯矩,确定最大弯曲正应力所在位置。
(2)根据截面形状计算抗弯截面模量,按公式 σmax=/W 求出最大弯曲正应力。
(3)将计算所得的最大正应力与材料的许用正应力进行比较,满足 σmax≤[σ] 时梁的正应力强度合格;若不满足,应增大抗弯截面模量、减小弯矩或选用许用应力较大的材料。
【解析】梁弯曲正应力的校核应先确定最大弯矩,再根据截面的抗弯截面模量计算最大正应力,最后与材料的许用正应力比较。正应力强度条件是 σmax≤[σ],该条件用于判断梁在弯曲载荷作用下是否具有足够的承载能力。
44. 提高梁抗弯强度的措施有哪些?
【答案】(1)降低最大弯矩; (2)选择合理的截面形状; (3)采用等强度梁。
【解析】提高梁抗弯强度的基本途径是降低梁内的最大弯曲正应力。根据弯曲正应力公式σmax=W,提高抗弯强度可采取以下措施:(1)降低最大弯矩,例如合理布置支座、改变荷载作用位置或采用合理的结构形式;(2)选择合理的截面形状,在材料用量相同或受限的条件下增大截面抗弯截面模量W,使材料尽量分布在远离中性轴的位置;(3)采用等强度梁,使梁各截面上的最大正应力尽可能接近材料的许用正应力,从而提高材料利用率并减轻梁的自重。
五、综合应用题(本大题共1小题,每题10分,共10分)
45. 某设备检修平台采用矩形截面悬臂梁支承。梁的一端固定,另一端承受沿梁轴线方向的拉力 和竖直向下的集中力 。现有梁截面宽度 为 60 mm,高度 为 80 mm,梁长 为 300 mm;拉力 为 12 kN,集中力 为 2.4 kN。材料的许用正应力为 为 12 MPa,忽略梁的自重。(1)计算固定端截面的轴向正应力、弯曲正应力,并求该截面两侧边缘的最大拉应力和最大压应力。(2)根据梁的正应力强度条件,判断现有截面是否满足强度要求,并指出危险应力的位置。(3)若将截面高度增加到 100 mm,宽度和载荷均不变,重新计算固定端截面边缘的最大拉应力,并判断改进方案是否满足强度要求。
【答案】(1)截面面积 为 ,即 为 ,结果为 4800 mm2。固定端弯矩 为 ,即 为 ,结果为 720000 N·mm。截面抗弯截面模量 为 ,即 为 ,结果为 64000 mm3。轴向正应力 为 ,结果为 2.50 MPa;弯曲正应力 为 ,结果为 11.25 MPa。两者叠加一侧最大拉应力为 13.75 MPa,另一侧最大压应力的绝对值为 8.75 MPa。(2)最大正应力的绝对值为 13.75 MPa,大于许用正应力 12 MPa,故现有截面不满足强度要求。轴向拉应力与弯曲拉应力同侧叠加处为危险位置。(3)改进后, 为 ,结果为 6000 mm2; 为 ,结果为 100000 mm3。轴向正应力为 ,结果为 2.00 MPa;弯曲正应力为 ,结果为 7.20 MPa。最大拉应力为 9.20 MPa,小于 12 MPa,改进方案满足强度要求。
【解析】(1)A=bh=4800 mm2,M=PL=720000 N·mm,W=bh2/6=64000 mm3;σN=2.50 MPa,σM=11.25 MPa。两边缘应力分别为13.75 MPa(拉)和−8.75 MPa(压)。(2)13.75>12 MPa,不满足;危险点在两应力同侧叠加的边缘。(3)h=100 mm时,A=6000 mm2,W=100000 mm3,σN=2.00 MPa,σM=7.20 MPa,最大拉应力为9.20 MPa<12 MPa,满足要求。
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江苏省(职教高考)机械类《机械基础》45分钟专题训练卷专辑,共135份试卷。试卷命题与高考紧密相关,精选具有代表性和典型性的高考常考题。旨在帮助学生系统地复习和巩固机械类理论知识,熟悉高考题型和命题规律,提高解题能力和应试技巧,为高考取得优异成绩打下坚实的基础,本训练卷适用于即将参加机械类高考的学生。
与本专辑配套的还有江苏省职教高考考试《机械制图》《机械加工技术》45分钟专题训练卷专辑,欢迎同学和老师们下载使用。
江苏省(职教高考)机械类 《机械基础》
项目三:直杆的基本变形
任务九:梁的正应力强度条件
时间:45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2分,共40分)
1. 梁弯曲正应力强度计算中,最大弯曲正应力不应超过材料的( )
A. 屈服极限
B. 许用弯曲应力
C. 弹性模量
D. 截面惯性矩
2. 在梁的弯曲过程中,梁的中性层( )
A. 长度不变
B. 长度伸长
C. 长度缩短
D. 不能确定
3. 一根矩形截面梁承受弯矩 1.2 kN·m,截面宽度为 40 mm,高度为 120 mm,则梁截面上的最大弯曲正应力约为( )
A. 8.3 MPa
B. 12.5 MPa
C. 16.7 MPa
D. 25.0 MPa
4. 在梁的截面面积相同、材料和弯矩均相同的条件下,增大截面高度主要是为了( )
A. 减小材料弹性模量
B. 增大截面抗弯截面模量
C. 减小截面惯性矩数值
D. 降低材料许用弯曲应力
5. 某简支梁在集中载荷作用下,危险截面的弯矩为 0.9 kN·m,抗弯截面模量为 45 cm3,材料许用弯曲应力为 180 MPa。该梁的强度状态是( )
A. 最大应力为 100 MPa,满足强度要求
B. 最大应力为 150 MPa,满足强度要求
C. 最大应力为 200 MPa,不满足强度要求
D. 最大应力为 250 MPa,不满足强度要求
6. 提高梁抗弯能力的措施包括以下哪项?( )
A. 减小梁的宽度
B. 增加梁的长度
C. 增加梁的高度
D. 减小梁的厚度
7. 图示圆截面悬臂梁,若其他条件不变,而直径增加一倍,则其最大正应力是原来的_____倍。( )
A. 1/8
B. 8
C. 2
D. 1/2
8. 提高梁抗弯能力的措施不包括以下哪项?( )
A. 增加梁的高度
B. 增加梁的宽度
C. 增加梁的厚度
D. 增加梁的长度
9. 下列不能提高梁的抗弯能力的措施是( )
A. 选择合理的截面形状
B. 合理布置载荷
C. 增大梁的长度
D. 采用变截面梁
10. 梁弯曲正应力强度条件可表示为( )
A.
B.
C.
D.
11. 梁的中性轴上各点的弯曲正应力( )
A. A:最大拉应力
B. B:零应力
C. C:最大压应力
D. D:最大剪应力
12. 矩形截面梁发生纯弯曲时,最大弯曲正应力出现在( )
A. 中性轴上的各点
B. 靠近中性轴的区域
C. 距中性轴最远的边缘处
D. 截面形心所在的区域
13. 梁截面抗弯强度计算中,反映截面抗弯能力的主要几何量是( )
A. 截面面积
B. 截面惯性矩
C. 截面高度
D. 抗弯截面模量
14. 图示三种截面的截面积相等,高度相同,试按其抗弯截面模量由大到小依次排列( )
A. ABC
B. CBA
C. CAB
D. BAC
15. 简支梁在跨中承受竖直向下集中力时,跨中正弯矩区域的应力状态是( )
A. 上缘受压、下缘受拉
B. 上缘受拉、下缘受压
C. 中性轴受压、上下缘受拉
D. 上下缘均受压、中性轴受拉
16. 在平面弯曲条件下,梁截面的弯曲正应力沿截面高度方向通常呈( )
A. 均匀分布
B. 线性分布
C. 抛物线分布
D. 指数分布
17. 轴向拉力与弯矩在同一截面使一侧应力叠加时,该侧最大正应力可表示为( )
A.
B.
C.
D.
18. 在材料、弯矩和截面面积均不变时,为减小梁的最大弯曲正应力,应( )
A. 减小截面模量
B. 减小截面高度
C. 增大弯矩
D. 增大截面模量
19. 某梁截面的最大弯矩为 ,抗弯截面模量为 ,则最大弯曲正应力为( )
A.
B.
C.
D.
20. 矩形截面梁承受轴向拉力和弯矩。已知截面宽度为 ,高度为 ,轴向拉力为 ,最大弯矩为 ,则截面最大正应力为( )
A.
B.
C.
D.
二、填空题(本大题共10小题,每题2分,共20分)
21. 梁弯曲时,横截面上的内力包括弯矩和剪力 ,其中对梁强度影响较大的主要是______。
22. 梁弯曲时,中性层的正应力为______,梁的横截面上任意点的正应力与该点到中性轴的距离成______。
23. 梁弯曲正应力强度条件可表示为:危险截面的最大弯曲正应力应不超过材料的______;其计算式为 σmax=/______。
24. 提高梁抗弯能力的措施包括______和增加梁的截面惯性矩。
25. 梁在弯曲变形时,横截面上距中性轴最远处的正应力通常最大;梁的正应力强度条件为______。
26. 矩形截面梁的抗弯截面系数为______,其中 为截面宽度, 为截面高度。
27. 某矩形截面梁宽度为 ,高度为 ,承受最大弯矩 ,则梁内最大正应力为______。
28. 在梁的组合变形中,若截面同时承受轴向拉力 和弯矩 ,则同一侧边缘的最大拉应力可表示为______。
29. 某截面同时承受轴向拉力 和弯矩 ,截面面积 ,抗弯截面系数 ,则最大正应力为______。
30. 在截面面积和材料用量相同的条件下,为提高梁的抗弯能力,应尽量将材料布置在远离______的位置。
三、判断题(本大题共10小题,每题1分,共10分)
31. 提高梁抗弯能力的措施可以通过增加梁的高度来实现。( )
32. 无论梁的截面形状如何,只要截面面积相等,则梁的强度条件是相等的。( )
33. 弯曲变形时,构件的最大正应力一定出现在弯矩最大的截面。( )
34. 偏心拉伸是轴向拉伸与弯曲的组合变形。( )
35. 在梁的弯曲正应力强度校核中,只要最大弯曲正应力小于材料的屈服极限,梁就一定满足强度条件。( )
36. 组合变形时,各基本变形的应力可以叠加( )
37. 为了提高梁的抗弯能力,可将集中载荷变为均布载荷( )
38. 从弯曲正应力强度考虑,在矩形、圆形及工字形截面中,以工字形截面最为合理。( )
39. 矩形截面梁的宽度和弯矩保持不变时,截面高度增大一倍,最大弯曲正应力将减小为原来的四分之一。( )
40. 梁同时承受轴向拉力和弯矩时,正应力强度条件仍可只按弯矩计算,不必考虑轴向力。( )
四、简答题(本大题共4小题,每题5分,共20分)
41. 简述梁弯曲正应力强度条件的内容,并说明进行强度校核时需要确定的主要参数。
42. 梁结构尺寸、受力如图所示,不计梁重,已知q=10kN/m,M=10kN·m,求A、B、C处的约束力。
43. 简述梁弯曲正应力强度校核的基本步骤,并写出正应力强度条件。
44. 提高梁抗弯强度的措施有哪些?
五、综合应用题(本大题共1小题,每题10分,共10分)
45. 某设备检修平台采用矩形截面悬臂梁支承。梁的一端固定,另一端承受沿梁轴线方向的拉力 和竖直向下的集中力 。现有梁截面宽度 为 60 mm,高度 为 80 mm,梁长 为 300 mm;拉力 为 12 kN,集中力 为 2.4 kN。材料的许用正应力为 为 12 MPa,忽略梁的自重。(1)计算固定端截面的轴向正应力、弯曲正应力,并求该截面两侧边缘的最大拉应力和最大压应力。(2)根据梁的正应力强度条件,判断现有截面是否满足强度要求,并指出危险应力的位置。(3)若将截面高度增加到 100 mm,宽度和载荷均不变,重新计算固定端截面边缘的最大拉应力,并判断改进方案是否满足强度要求。
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