内容正文:
江苏省(职教高考)机电类《机械基础》45分钟专题训练卷专辑,共245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电类理论知识,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电类高考的学生。
与本专辑配套的还有江苏省职教高考考试《机械制图》《金属加工基础》《电工电子技术与技能》《工厂电气控制设备》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)机电类 《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的基本条件是( )
A. 最大工作正应力不超过许用正应力
B. 最大工作剪应力不超过许用正应力
C. 平均工作正应力不超过许用剪应力
D. 最大工作正应力等于材料屈服应力
【答案】A
【解析】梁的弯曲正应力强度条件要求危险截面上的最大工作正应力不超过材料的许用正应力。其他选项混淆了正应力、剪应力和屈服应力的概念。
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】梁的弯曲过程中,在受拉区和受压区之间存在一层既不伸长也不缩短的纵向纤维层,称为中性层。
3. 一根矩形截面梁承受弯矩作用,已知危险截面的弯矩为 M,截面抗弯截面系数为 W,则该截面的最大弯曲正应力为( )
A. M与W的比值
B. M与W的乘积
C. W与M的比值
D. M与W的平方和
【答案】A
【解析】梁的最大弯曲正应力按弯矩除以抗弯截面系数计算,即最大弯曲正应力为 M 与 W 的比值。弯矩与截面系数的乘积或倒置均不符合弯曲正应力公式。
4. 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】增大梁的长度会使弯矩增大、挠度增加,不能提高梁的抗弯能力;合理选择截面形状、布置载荷以及采用变截面梁均可改善梁的抗弯性能。
5. 梁发生纯弯曲时,横截面上的正应力沿截面高度方向通常呈( )
A. 沿高度均匀分布,截面各点数值相同
B. 沿高度线性分布,中性轴处应力为零
C. 沿高度抛物分布,中性轴处应力最大
D. 沿高度不变分布,外缘处应力为零
【答案】B
【解析】纯弯曲梁的正应力与到中性轴的距离成正比,中性轴处正应力为零,外缘处达到最大值。
6. 梁弯曲时,正应力强度条件应满足( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】梁的最大正应力不得超过材料的许用正应力,因此强度条件为 。
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. 梁的正应力强度条件是( )
A. 最大剪应力不超过许用正应力
B. 最大正应力不超过许用正应力
C. 平均正应力不超过许用剪应力
D. 最大弯矩不超过许用弯矩
【答案】B
【解析】梁的正应力强度条件为最大正应力不大于材料的许用正应力,即 。
9. 矩形截面梁的抗弯截面模量为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】矩形截面对中性轴的抗弯截面模量为 。
10. 梁弯曲正应力的计算公式是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】梁弯曲正应力由弯矩产生,计算式为 ,其中 为该点到中性轴的距离。
11. 某简支梁跨长为2 m,跨中承受竖直集中力6 kN,截面宽度为40 mm、高度为80 mm。该梁的最大弯曲正应力约为( )
A. 35 MPa
B. 70 MPa
C. 105 MPa
D. 140 MPa
【答案】B
【解析】跨中集中载荷下 N·mm, mm3,故 MPa。
12. 在平面弯曲梁的中性轴上,弯曲正应力的数值为( )
A. 最大拉应力值
B. 最大压应力值
C. 零应力值
D. 许用应力值
【答案】C
【解析】中性轴上的纤维弯曲变形为零,因此其弯曲正应力等于零。
13. 一端固定的矩形截面梁,固定端同时承受轴向拉力12 kN和竖直载荷3 kN。已知梁长1.2 m,截面宽度40 mm、高度60 mm,材料许用正应力为160 MPa。固定端最大正应力及强度结论为( )
A. 145 MPa,满足强度条件
B. 150 MPa,满足强度条件
C. 185 MPa,不满足强度条件
D. 155 MPa,满足强度条件
【答案】D
【解析】 MPa, MPa。最大拉应力为155 MPa,小于160 MPa,满足条件。
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. 截面抵抗弯曲能力的几何量,通常称为抗弯截面模量,其表达式为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】抗弯截面模量定义为截面惯性矩与最大边缘距离之比,即 。
16. 矩形截面梁宽度不变,高度由 增加到 后,抗弯截面模量将( )
A. 增加到原来的两倍
B. 增加到原来的四倍
C. 增加到原来的八倍
D. 保持原有数值
【答案】B
【解析】矩形截面抗弯截面模量为 ,宽度不变而高度加倍时,抗弯截面模量增加为原来的四倍。
17. 简支梁跨中承受竖直向下集中力时,跨中截面的弯曲正应力通常表现为( )
A. 上部受拉,下部受压
B. 上部受压,下部受拉
C. 上部受拉,下部无应力
D. 上部受压,下部无应力
【答案】B
【解析】竖直向下荷载使简支梁跨中产生下凸弯曲,截面上部受压、下部受拉。
18. 梁同时承受轴向力和弯矩时,属于( )
A. 轴向力与弯矩共同作用的组合变形
B. 剪力与扭矩共同作用的组合变形
C. 弯矩与扭矩共同作用的组合变形
D. 轴向力与剪力共同作用的组合变形
【答案】A
【解析】构件同时受到轴向力和弯矩作用时,轴向拉压变形与弯曲变形同时发生,称为组合变形。
19. 某矩形截面梁宽度为40 mm、高度为80 mm,承受弯矩1.6 kN·m。则该截面的最大弯曲正应力约为( )
A. 18.75 MPa
B. 25.00 MPa
C. 30.00 MPa
D. 37.50 MPa
【答案】D
【解析】,,故 。由矩形截面弯曲强度公式计算可得最大弯曲正应力。
20. 一悬臂梁截面为矩形,宽度40 mm、高度80 mm。自由端承受竖直集中力2 kN,梁长1.2 m;同时承受偏心距20 mm的轴向压力12 kN,且偏心弯曲与自由端载荷在危险边缘产生的压应力叠加。若许用正应力为60 MPa,则危险边缘的最大正应力及强度判断为( )
A. 65.6 MPa,满足强度条件
B. 62.1 MPa,不满足强度条件
C. 58.1 MPa,满足强度条件
D. 65.6 MPa,不满足强度条件
【答案】D
【解析】。,弯曲应力为61.875 MPa,轴向应力为3.75 MPa,最大应力为65.625 MPa,大于60 MPa,故不满足条件。
二、填空题(本大题共10小题,每题2分,共20分)
21. 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】中性层上的纤维不发生弯曲伸缩,正应力为零;弯曲正应力与该点到中性轴的距离成正比。
22. 弯曲变形时,构件横截面上的最大正应力发生在______的位置。
【答案】离中性轴最远
【解析】最大正应力发生在距中性轴最远的纤维处。
23. 梁弯曲正应力强度校核时,应满足最大工作正应力不超过材料的______。
【答案】许用正应力
【解析】梁的正应力强度条件要求危险截面上的最大工作正应力小于或等于材料的许用正应力。许用正应力是根据材料强度和安全要求确定的允许应力。
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. 梁发生纯弯曲时,横截面上距中性轴最远处的正应力______,中性轴上的正应力______。
【答案】最大;为零
【解析】弯曲正应力沿截面高度线性分布,距中性轴越远,正应力绝对值越大;中性轴处正应力为零。
26. 梁的正应力强度条件是横截面上的最大正应力不得超过材料的______。
【答案】许用正应力
【解析】梁安全工作时,最大弯曲正应力应满足 ,其中 表示材料的许用正应力。
27. 矩形截面梁的抗弯截面模量为______,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惯性矩为 ,除以最大距离 ,得 。
28. 一端固定、另一端受集中力 的悬臂梁,其最大弯矩出现在______处,数值为______。
【答案】固定端;
【解析】悬臂梁承受端部集中力时,弯矩沿梁长向固定端逐渐增大,固定端弯矩最大,数值为力与力臂的乘积。
29. 轴向力 与弯矩 同时作用于梁的横截面时,截面边缘最大正应力可按______计算。
【答案】
【解析】组合变形时,轴向力产生的均匀正应力与弯矩产生的弯曲正应力叠加,危险边缘取两者同号的位置。
30. 某矩形截面梁宽度为 ,高度为 ,截面承受弯矩 ,则最大弯曲正应力为______。
【答案】
【解析】;,故 。根据弯曲正应力公式计算可得最大值。
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. 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。
33. 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。
34. 矩形截面梁发生纯弯曲时,截面边缘处的弯曲正应力最大,且该处是强度校核的主要位置。( )
【答案】正确
【解析】弯曲正应力沿截面高度由中性轴向边缘逐渐增大,距中性轴最远的边缘处正应力最大。因此,梁的正应力强度校核应重点检查截面边缘处的最大应力。
35. 组合变形时,各基本变形的应力可以叠加( )
【答案】正确
【解析】在线性弹性范围内,组合变形的总应力等于各基本变形产生应力的代数和,因此各基本变形的应力可以叠加。
36. 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弯矩峰值,从而提高梁的抗弯能力。
37. 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】工字形截面抗弯截面系数较大,能有效提高弯曲正应力强度,比矩形和圆形更合理,正确。
38. 梁弯曲正应力强度校核中,只要最大工作正应力小于材料的屈服应力,梁就一定满足强度要求。( )
【答案】错误
【解析】强度校核应将最大工作正应力与许用正应力比较,而不是直接与材料的屈服应力比较。许用正应力通常已考虑安全系数,因此其数值低于相应的极限强度或屈服强度。
39. 梁弯曲时,截面上的最大正应力一定出现在中性轴上。( )
【答案】错误
【解析】中性轴上的正应力为零,最大正应力通常出现在距中性轴最远的边缘处。
40. 在线弹性、小变形条件下,梁发生拉弯组合变形时,截面任一点的正应力等于轴向力和弯矩分别产生的正应力的代数和。( )
【答案】正确
【解析】拉弯组合变形符合应力叠加原理,截面正应力可由轴向正应力与弯曲正应力代数叠加确定。
四、简答题(本大题共4小题,每题5分,共20分)
41. 一根工字形截面钢梁在竖直载荷作用下发生弯曲。简述校核该梁弯曲正应力强度的基本步骤,并说明校核不满足时可采取的改进措施。
【答案】(1)根据支承条件和载荷情况,确定梁的危险截面及该截面的最大弯矩。(2)查取或计算危险截面的抗弯截面系数,按最大弯曲正应力计算公式求出最大工作正应力。(3)将最大工作正应力与钢材的许用正应力进行比较,若不超过许用值,则梁满足正应力强度条件。(4)若不满足,可增大截面抗弯截面系数、选用强度较高的材料或减小梁所承受的弯矩。
【解析】校核的核心是先确定危险截面的最大弯矩,再结合截面抗弯截面系数求得最大弯曲正应力,最后与许用正应力比较。改进措施应从提高截面承载能力、提高材料许用应力或降低弯矩三个方面考虑。
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. 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依据是满足弯曲正应力强度条件:。因此可采取以下措施:(1)降低最大弯矩,通过合理布置支座、载荷和结构形式,或减小载荷等方式,使梁的最大弯矩降低,从而减小最大弯曲正应力;(2)选择合理的截面形状,在截面面积或材料用量相同的条件下,尽量将材料布置在远离中性轴的位置,以增大抗弯截面系数,从而降低弯曲正应力;(3)采用等强度梁,使梁各截面的抗弯截面系数随弯矩变化而合理变化,使各截面的最大正应力接近许用正应力,在满足强度要求的同时节省材料、减轻结构自重。
44. 某矩形截面梁同时承受轴向拉力和弯矩,截面宽度为 ,截面高度为 ,轴向拉力为 ,弯矩为 ,材料的许用正应力为 。试回答下列问题:(1)简述梁在纯弯曲作用下正应力沿截面的分布规律。(2)写出轴向拉伸与弯曲组合变形时截面边缘最大正应力的计算式。(3)计算该梁两侧边缘的正应力,并判断其是否满足正应力强度条件。
【答案】(1)梁纯弯曲时,截面正应力沿高度方向呈线性分布,中性轴处正应力为零,离中性轴越远,正应力绝对值越大;截面一侧受拉,另一侧受压。(2)组合变形时,截面边缘正应力为 ,其中为截面面积,为抗弯截面系数。(3);。将,进行单位换算,有,。两侧边缘正应力分别为,。最大正应力绝对值为,满足,因此该梁满足正应力强度条件。
【解析】纯弯曲截面正应力沿高度线性分布,中性轴处为零,两侧分别受拉、受压,边缘应力最大。组合变形时σ=N/A±M/W。A=7200 mm2,W=144000 mm3,N/A=1.67 MPa,M/W=8.33 MPa,边缘应力为10.00 MPa和−6.67 MPa,最大绝对值10.00 MPa≤80 MPa,满足强度要求。
五、综合应用题(本大题共1小题,每题10分,共10分)
45. 某机电设备的钢制支承梁为简支梁,跨度 为 1.2 m,截面为宽 为 40 mm、高 为 80 mm 的矩形截面。梁跨中承受竖直集中载荷 为 3.0 kN,同时受到轴向拉力 为 8.0 kN。钢材的许用正应力为 为 20 MPa,忽略梁的自重。按正应力强度条件进行校核。(1)计算梁跨中截面的最大弯矩、截面面积、抗弯截面系数,并求该截面两侧边缘的正应力。(2)判断该支承梁是否满足正应力强度条件,并指出最危险部位。(3)若保持截面宽度不变,将截面高度改为 90 mm,重新计算最大正应力,并判断改进后的截面是否满足强度要求。
【答案】(1)最大弯矩\[M=\frac{PL}{4}=\frac{3.0\times103\times1.2}{4}=900\ N·m=900000\ N·mm\]截面面积\[A=bh=40\times80=3200\ mm2\]抗弯截面系数\[W=\frac{bh2}{6}=\frac{40\times802}{6}=42666.67\ mm3\]轴向正应力\[σN=\frac{N}{A}=\frac{8000}{3200}=2.50\ MPa\]弯曲正应力\[σM=\frac{M}{W}=\frac{900000}{42666.67}=21.09\ MPa\]两侧边缘正应力分别为\[σ1=σN+σM=23.59\ MPa\]\[σ2=σN-σM=-18.59\ MPa\](2)最大正应力为 23.59 MPa,大于许用正应力 20 MPa,不满足正应力强度条件。最危险部位为跨中截面受弯拉应力一侧的边缘。(3)改进后\[A'=40\times90=3600\ mm2\]\[W'=\frac{40\times902}{6}=54000\ mm3\]\[σN'=\frac{8000}{3600}=2.22\ MPa\]\[σM'=\frac{900000}{54000}=16.67\ MPa\]\[σ'=σN'+σM'=2.22+16.67=18.89\ MPa\]由于 18.89 MPa 小于 20 MPa,改进后的截面满足强度要求。
【解析】简支梁跨中最大弯矩为M=PL/4=900000 N·mm。原截面A=3200 mm2、W=42666.67 mm3,σN=2.50 MPa、σM=21.09 MPa,两边缘应力为23.59 MPa和−18.59 MPa;最大值超过20 MPa,跨中受弯拉侧边缘最危险,不满足要求。 h=90 mm时,A'=3600 mm2、W'=54000 mm3,σmax=8000/3600+900000/54000=18.89 MPa≤20 MPa,满足要求。
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江苏省(职教高考)机电类《机械基础》45分钟专题训练卷专辑,共245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电类理论知识,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电类高考的学生。
与本专辑配套的还有江苏省职教高考考试《机械制图》《金属加工基础》《电工电子技术与技能》《工厂电气控制设备》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)机电类 《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的基本条件是( )
A. 最大工作正应力不超过许用正应力
B. 最大工作剪应力不超过许用正应力
C. 平均工作正应力不超过许用剪应力
D. 最大工作正应力等于材料屈服应力
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作用,已知危险截面的弯矩为 M,截面抗弯截面系数为 W,则该截面的最大弯曲正应力为( )
A. M与W的比值
B. M与W的乘积
C. W与M的比值
D. M与W的平方和
4. 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
5. 梁发生纯弯曲时,横截面上的正应力沿截面高度方向通常呈( )
A. 沿高度均匀分布,截面各点数值相同
B. 沿高度线性分布,中性轴处应力为零
C. 沿高度抛物分布,中性轴处应力最大
D. 沿高度不变分布,外缘处应力为零
6. 梁弯曲时,正应力强度条件应满足( )
A.
B.
C.
D.
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. 梁的正应力强度条件是( )
A. 最大剪应力不超过许用正应力
B. 最大正应力不超过许用正应力
C. 平均正应力不超过许用剪应力
D. 最大弯矩不超过许用弯矩
9. 矩形截面梁的抗弯截面模量为( )
A.
B.
C.
D.
10. 梁弯曲正应力的计算公式是( )
A.
B.
C.
D.
11. 某简支梁跨长为2 m,跨中承受竖直集中力6 kN,截面宽度为40 mm、高度为80 mm。该梁的最大弯曲正应力约为( )
A. 35 MPa
B. 70 MPa
C. 105 MPa
D. 140 MPa
12. 在平面弯曲梁的中性轴上,弯曲正应力的数值为( )
A. 最大拉应力值
B. 最大压应力值
C. 零应力值
D. 许用应力值
13. 一端固定的矩形截面梁,固定端同时承受轴向拉力12 kN和竖直载荷3 kN。已知梁长1.2 m,截面宽度40 mm、高度60 mm,材料许用正应力为160 MPa。固定端最大正应力及强度结论为( )
A. 145 MPa,满足强度条件
B. 150 MPa,满足强度条件
C. 185 MPa,不满足强度条件
D. 155 MPa,满足强度条件
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. 截面抵抗弯曲能力的几何量,通常称为抗弯截面模量,其表达式为( )
A.
B.
C.
D.
16. 矩形截面梁宽度不变,高度由 增加到 后,抗弯截面模量将( )
A. 增加到原来的两倍
B. 增加到原来的四倍
C. 增加到原来的八倍
D. 保持原有数值
17. 简支梁跨中承受竖直向下集中力时,跨中截面的弯曲正应力通常表现为( )
A. 上部受拉,下部受压
B. 上部受压,下部受拉
C. 上部受拉,下部无应力
D. 上部受压,下部无应力
18. 梁同时承受轴向力和弯矩时,属于( )
A. 轴向力与弯矩共同作用的组合变形
B. 剪力与扭矩共同作用的组合变形
C. 弯矩与扭矩共同作用的组合变形
D. 轴向力与剪力共同作用的组合变形
19. 某矩形截面梁宽度为40 mm、高度为80 mm,承受弯矩1.6 kN·m。则该截面的最大弯曲正应力约为( )
A. 18.75 MPa
B. 25.00 MPa
C. 30.00 MPa
D. 37.50 MPa
20. 一悬臂梁截面为矩形,宽度40 mm、高度80 mm。自由端承受竖直集中力2 kN,梁长1.2 m;同时承受偏心距20 mm的轴向压力12 kN,且偏心弯曲与自由端载荷在危险边缘产生的压应力叠加。若许用正应力为60 MPa,则危险边缘的最大正应力及强度判断为( )
A. 65.6 MPa,满足强度条件
B. 62.1 MPa,不满足强度条件
C. 58.1 MPa,满足强度条件
D. 65.6 MPa,不满足强度条件
二、填空题(本大题共10小题,每题2分,共20分)
21. 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______。
22. 弯曲变形时,构件横截面上的最大正应力发生在______的位置。
23. 梁弯曲正应力强度校核时,应满足最大工作正应力不超过材料的______。
24. 提高梁抗弯能力的措施包括______和增加梁的截面惯性矩。
25. 梁发生纯弯曲时,横截面上距中性轴最远处的正应力______,中性轴上的正应力______。
26. 梁的正应力强度条件是横截面上的最大正应力不得超过材料的______。
27. 矩形截面梁的抗弯截面模量为______,其中 为截面宽度, 为截面高度。
28. 一端固定、另一端受集中力 的悬臂梁,其最大弯矩出现在______处,数值为______。
29. 轴向力 与弯矩 同时作用于梁的横截面时,截面边缘最大正应力可按______计算。
30. 某矩形截面梁宽度为 ,高度为 ,截面承受弯矩 ,则最大弯曲正应力为______。
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. 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。( )
33. 偏心拉伸是轴向拉伸与弯曲的组合变形。( )
34. 矩形截面梁发生纯弯曲时,截面边缘处的弯曲正应力最大,且该处是强度校核的主要位置。( )
35. 组合变形时,各基本变形的应力可以叠加( )
36. 为了提高梁的抗弯能力,可将集中载荷变为均布载荷( )
37. 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。( )
38. 梁弯曲正应力强度校核中,只要最大工作正应力小于材料的屈服应力,梁就一定满足强度要求。( )
39. 梁弯曲时,截面上的最大正应力一定出现在中性轴上。( )
40. 在线弹性、小变形条件下,梁发生拉弯组合变形时,截面任一点的正应力等于轴向力和弯矩分别产生的正应力的代数和。( )
四、简答题(本大题共4小题,每题5分,共20分)
41. 一根工字形截面钢梁在竖直载荷作用下发生弯曲。简述校核该梁弯曲正应力强度的基本步骤,并说明校核不满足时可采取的改进措施。
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. 提高梁抗弯强度的措施有哪些?
44. 某矩形截面梁同时承受轴向拉力和弯矩,截面宽度为 ,截面高度为 ,轴向拉力为 ,弯矩为 ,材料的许用正应力为 。试回答下列问题:(1)简述梁在纯弯曲作用下正应力沿截面的分布规律。(2)写出轴向拉伸与弯曲组合变形时截面边缘最大正应力的计算式。(3)计算该梁两侧边缘的正应力,并判断其是否满足正应力强度条件。
五、综合应用题(本大题共1小题,每题10分,共10分)
45. 某机电设备的钢制支承梁为简支梁,跨度 为 1.2 m,截面为宽 为 40 mm、高 为 80 mm 的矩形截面。梁跨中承受竖直集中载荷 为 3.0 kN,同时受到轴向拉力 为 8.0 kN。钢材的许用正应力为 为 20 MPa,忽略梁的自重。按正应力强度条件进行校核。(1)计算梁跨中截面的最大弯矩、截面面积、抗弯截面系数,并求该截面两侧边缘的正应力。(2)判断该支承梁是否满足正应力强度条件,并指出最危险部位。(3)若保持截面宽度不变,将截面高度改为 90 mm,重新计算最大正应力,并判断改进后的截面是否满足强度要求。
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