第52练 材料的力学性能（一） 江苏省（职教高考）《机械基础》（苏教版·凤凰职教） 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，精心编制了江苏省（职教高考）《机械基础》（苏教版·凤凰职教）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。 本卷是江苏省（职教高考）《机械基础》（苏教版·凤凰职教）一课一练的第52练，内容为：强度、刚度、硬度、塑性、韧性和疲劳等力学性能指标。 江苏省（职教高考）一课一练 《机械基础》（苏教版·凤凰职教） 第52练 材料的力学性能（一） 一、单项选择题 1. 金属材料抵抗冲击载荷作用而不破坏的能力叫（ ） A. 强度 B. 硬度 C. 疲劳强度 D. 韧性 【答案】D 【解析】韧性是金属材料抵抗冲击载荷作用而不破坏的能力。 2. 下列关于低碳钢拉伸试验曲线的说法，错误的是（ ） 低碳钢拉伸曲线 A. 碳钢的强度、刚度、弹性和塑性可以通过拉伸试验来测定 B. 强度是金属材料在静载荷作用下抵抗永久变形和断裂的能力 C. 硬度是指材料表面抵抗比它更硬的物体压入的能力，主要有HBW和HRC两个指标，检测的硬度通常选用HRC D. 疲劳强度是金属材料在交变载荷作用下经受无限多次循环而不断裂的能力 【答案】C 3. 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. 强度 C. 硬度 D. 疲劳强度 【答案】B 【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。 4. 金属材料的硬度与强度之间的关系是（ ） A. 一般情况下，硬度高，强度也高 B. 硬度高，强度一定低 C. 硬度高，强度一定高 D. 无关系 【答案】A 【解析】一般情况下，材料硬度越高，抵抗塑性变形的能力越强，强度也越高。 二、多项选择题 5. 金属材料的力学性能主要包括（ ） A. 强度 B. 硬度 C. 塑性 D. 导热性 【答案】ABC 【解析】强度（抵抗破坏）、硬度（抵抗压痕）、塑性（永久变形能力）均属于力学性能；导热性是物理性能，故D错误。 6. 下图由①和②两杆组成的支架。从材料性能和经济性两方面考虑，现有低碳钢和铸铁两种材料可供选择，合力的选择是（ ） A. ①杆为低碳钢 B. ①杆为铸铁 C. ②杆为铸铁 D. ②杆为低碳钢 【答案】BD 【解析】①杆主要承受压力，②杆承受压力，低碳钢的刚抗拉性能较好，铸铁的抗压性能较好，故应选BD两选项。 7. 关于强度与刚度的关系，下列说法正确的有（ ） A. 强度高的构件，刚度不一定高 B. 刚度高的构件，强度一定高 C. 提高刚度有时能同时提高强度 D. 强度不足会导致破坏，刚度不足会导致变形过大 【答案】ACD 【解析】A正确：强度表示构件抵抗破坏的能力，刚度表示构件抵抗变形的能力，二者概念不同，因此强度高的构件刚度不一定高。B错误：刚度高只说明构件变形小，并不能说明其强度一定高；例如某些薄壁构件的刚度可能较高，但由于壁厚较薄，可能发生局部失稳，强度未必高。C正确：通过合理增加截面惯性矩、改善截面形状或采用适当的材料和结构措施提高刚度时，有时也能提高构件的承载能力。D正确：强度不足可能导致构件破坏，刚度不足则可能导致变形过大。因此正确选项为A、C、D。 三、判断题 8. 金属材料的塑性越好，越容易在外力作用下发生永久变形而不发生断裂。（ ） 【答案】正确 【解析】塑性是材料在外力作用下产生塑性变形而不破坏的能力。塑性越好，材料发生较大永久变形后仍能保持完整的能力越强。 9. 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】冷变形强化能提高构件的承载能力。 四、综合应用题 10. 某机械厂对45钢传动轴材料进行拉伸试验。试样原始直径为10 mm，标距长度为50 mm，屈服时载荷为31.4 kN，最大载荷为47.1 kN。试样断后标距长度为62 mm，断口最小直径为7.5 mm。传动轴工作截面直径同为10 mm，承受轴向等效载荷15 kN，设计许用应力为200 MPa。取π＝3.14。（1）计算试样的原始截面积、屈服强度、抗拉强度、断后伸长率和断面收缩率。（2）计算传动轴工作截面的工作应力，并判断其是否满足许用应力要求；再计算工作应力相对于屈服强度的安全系数。（3）该传动轴还承受长期交变载荷。结合材料力学性能，说明仅依据上述拉伸试验结果还不能直接确定哪些性能，并提出两项提高传动轴使用可靠性的措施。 【答案】（1）原始截面积：。屈服强度：。抗拉强度：。断后伸长率：。断面收缩率：。（2）工作应力：。因191.1 MPa小于200 MPa，满足许用应力要求。安全系数：。（3）不能仅凭拉伸试验直接确定材料的硬度、韧性和疲劳性能。可通过合理调质处理提高综合力学性能，通过表面强化、减小应力集中和改善轴肩圆角等措施提高疲劳可靠性。 【解析】试样原始截面积×102/4=78.5 mm2；屈服强度×103/78.5=400 MPa，抗拉强度 MPa；伸长率A=(62−50)/50×100%=24%，断面收缩率Z=43.75%。工作应力σ=15×103/78.5=191.1 MPa＜200 MPa，满足要求；安全系数n=400/191.1≈2.09。拉伸试验不能直接确定硬度、韧性及疲劳性能；可采用调质、表面强化并优化圆角以提高交变载荷下的可靠性。 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 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，精心编制了江苏省（职教高考）《机械基础》（苏教版·凤凰职教）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。 本卷是江苏省（职教高考）《机械基础》（苏教版·凤凰职教）一课一练的第52练，内容为：强度、刚度、硬度、塑性、韧性和疲劳等力学性能指标。 江苏省（职教高考）一课一练 《机械基础》（苏教版·凤凰职教） 第52练 材料的力学性能（一） 一、单项选择题 1. 金属材料抵抗冲击载荷作用而不破坏的能力叫（ ） A. 强度 B. 硬度 C. 疲劳强度 D. 韧性 2. 下列关于低碳钢拉伸试验曲线的说法，错误的是（ ） 低碳钢拉伸曲线 A. 碳钢的强度、刚度、弹性和塑性可以通过拉伸试验来测定 B. 强度是金属材料在静载荷作用下抵抗永久变形和断裂的能力 C. 硬度是指材料表面抵抗比它更硬的物体压入的能力，主要有HBW和HRC两个指标，检测的硬度通常选用HRC D. 疲劳强度是金属材料在交变载荷作用下经受无限多次循环而不断裂的能力 3. 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. 强度 C. 硬度 D. 疲劳强度 4. 金属材料的硬度与强度之间的关系是（ ） A. 一般情况下，硬度高，强度也高 B. 硬度高，强度一定低 C. 硬度高，强度一定高 D. 无关系 二、多项选择题 5. 金属材料的力学性能主要包括（ ） A. 强度 B. 硬度 C. 塑性 D. 导热性 6. 下图由①和②两杆组成的支架。从材料性能和经济性两方面考虑，现有低碳钢和铸铁两种材料可供选择，合力的选择是（ ） A. ①杆为低碳钢 B. ①杆为铸铁 C. ②杆为铸铁 D. ②杆为低碳钢 7. 关于强度与刚度的关系，下列说法正确的有（ ） A. 强度高的构件，刚度不一定高 B. 刚度高的构件，强度一定高 C. 提高刚度有时能同时提高强度 D. 强度不足会导致破坏，刚度不足会导致变形过大 三、判断题 8. 金属材料的塑性越好，越容易在外力作用下发生永久变形而不发生断裂。（ ） 9. 在机械工程中常利用冷变形强化提高构件的承载能力。（ ） 四、综合应用题 10. 某机械厂对45钢传动轴材料进行拉伸试验。试样原始直径为10 mm，标距长度为50 mm，屈服时载荷为31.4 kN，最大载荷为47.1 kN。试样断后标距长度为62 mm，断口最小直径为7.5 mm。传动轴工作截面直径同为10 mm，承受轴向等效载荷15 kN，设计许用应力为200 MPa。取π＝3.14。（1）计算试样的原始截面积、屈服强度、抗拉强度、断后伸长率和断面收缩率。（2）计算传动轴工作截面的工作应力，并判断其是否满足许用应力要求；再计算工作应力相对于屈服强度的安全系数。（3）该传动轴还承受长期交变载荷。结合材料力学性能，说明仅依据上述拉伸试验结果还不能直接确定哪些性能，并提出两项提高传动轴使用可靠性的措施。 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 学科网（北京）股份有限公司 $