内蒙古（对口招生）装备制造类 《机械基础》项目三任务四 45分钟专题训练卷

内蒙古（对口招生）装备制造类《机械基础》45分钟专题训练卷专辑，共241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装备制造类理论知识，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装备制造类高考的学生。 与本专辑配套的还有内蒙古对口招生考试《机械制图》《机械加工技术》《电工电子技术与技能》《电器及PLC控制技术》45分钟专题训练卷专辑，欢迎同学和老师们下载使用。 内蒙古（对口招生）装备制造类 《机械基础》 项目三：直杆的基本变形 任务四：剪力与切应力 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. 已知钢板厚δ= 2mm，其极限切应力τb=250MPa，若用冲床在钢板上冲出一个周长为100mm的圆孔，需要冲力（ ）kN。 A. 50 B. 157 C. 100 D. 314 【答案】A 【解析】冲孔时的剪切面积等于孔的周长与钢板厚度的乘积：A=πdt=100 mm×2 mm=200 mm2。根据剪切强度条件，冲力的理论最小值为F=τbA=250 N/mm2×200 mm2=50000 N=50 kN。因此需要的冲力至少为50 kN，故选A。实际冲压力通常应略大于该理论最小值。 2. 剪切强度的实用计算中，假设切应力在剪切面上（ ） A. 均匀分布 B. 线性分布 C. 抛物线分布 D. 三角形分布 【答案】A 【解析】在剪切强度的实用计算中，通常假设剪切面上的切应力均匀分布，因此采用平均切应力进行计算，故选A。 3. 图示A和B的直径都是d，则两者中的最大剪应力为（ ） A. B. C. D. 【答案】B 4. 剪切应力与剪切变形之间的关系是（ ） A. 线性 B. 二次 C. 非线性 D. 指数 【答案】A 【解析】在弹性范围内，剪切应力与剪切变形之间是线性关系。 5. 剪切强度校核公式是（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】剪切时要求最大工作应力不超过材料的许用剪应力。 6. 下列实例中，属于剪切变形的是（ ） A. 钻头钻孔 B. 火车车轴 C. 起重吊钩 D. 零件冲孔 【答案】D 【解析】钻头钻孔时，钻头受扭，火车车轴受弯，起重吊钩受拉，零件冲孔零件受剪切。 7. 两块厚度相同的钢板用一个铆钉铆接，受力如图所示，已知钢板的厚度为t，铆钉的直径为d，则该连接中铆钉的切应力τ和挤压应力σJ分别为（ ） A. B. C. D. 【答案】A 8. 空心圆轴，其内外径之比为a，扭转时该轴内的最大切应力为t，这时横截面上内边缘处的剪应力为（ ） A. t B. at C. 0 D. 【答案】B 【解析】圆轴扭转时，横截面上的切应力与到圆心的距离成正比。内边缘半径与外边缘半径之比为a，外边缘最大切应力为t，因此内边缘切应力为at，故选B。 9. 切应力是指什么？（ ） A. 压力 B. 单位面积上的拉力 C. 单位面积上的剪切力 D. 扭矩 【答案】C 【解析】切应力是单位面积上的剪切力，通常用符号τ表示。 10. 图示两块用铆钉连接起来的钢板，铆钉的剪切面是（ ） A. 一个剪切面 B. 三个剪切面 C. 两个剪切面 D. 没有剪切面 【答案】A 11. 在剪切应力作用下，材料的变形特点是（ ） A. 体积变化 B. 形状变化 C. 长度变化 D. 角度变化 【答案】B 【解析】剪切应力会导致材料形状的变化，但不会改变其体积。 12. 剪切是指两个物体沿接触面发生的什么？（ ） A. 相对滑动 B. 压力作用 C. 扭转 D. 拉伸 【答案】A 【解析】剪切是指两个物体在接触面处沿接触面的切向方向发生相对滑动或相对错动的变形形式，故选A。 13. 切应力的作用方向应当（ ） A. 垂直于剪切面并引起轴向伸长 B. 平行于剪切面并促使两部分相对滑动 C. 垂直于剪切面并引起局部挤压 D. 绕剪切面法线并引起截面转动 【答案】B 【解析】切应力沿剪切面切向作用，能够促使构件被剪切的两部分发生相对滑动；垂直于截面的应力属于正应力。 14. 下图连接件，插销剪切面上的切应力τ为（ ） A. 4P/(π B. 2P/(π C. P/(2dt) D. P/(dt) 【答案】B 15. 零件剪切时，以下哪种力是主导因素（ ） A. 拉力 B. 压力 C. 剪力 D. 弯矩 【答案】C 【解析】零件发生剪切变形时，主要承受使相邻截面沿剪切面相对错动的剪力，故选C。 16. 挤压强度校核公式（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】挤压强度校核要求计算挤压应力不超过许用挤压应力。挤压应力为：。因此，挤压强度条件为：，故选C。 17. 图示木榫接头，左右两部分形状完全一样，当受F 力作用时，接头的剪切面积等于（ ） A. ab B. cb C. lb D. lc 【答案】C 【解析】剪切面积是指在剪切力作用下，材料或构件发生剪切变形的区域面积。当受F力作用时，接头的剪切面积等于lb。 18. 挤压强度计算中，计算挤压面积取（ ） A. 实际接触面积 B. 投影面积 C. 最小接触面积 D. 最大接触面积 【答案】B 【解析】挤压应力按挤压力与挤压面积之比计算。工程计算中，挤压面积通常取接触面的正投影面积，即投影面积，故选B。 19. 杆件挤压时的应力是______应力。（ ） A. 正 B. 拉 C. 压 D. 切 【答案】A 【解析】杆件挤压时，接触面上的作用力垂直于接触面，产生的应力属于正应力中的压应力，故选A。 20. 工程中广泛应用的各种连接件，如销钉、铆钉、键等，主要发生______变形。（ ） A. 扭转 B. 压缩 C. 拉伸 D. 剪切 【答案】D 【解析】销钉、铆钉和键等连接件在传递载荷时，通常承受使相邻部分发生相对错动的作用，主要发生剪切变形，故选D。 二、填空题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 剪切和挤压强度校核都采用了______计算方法，剪切应力______均匀分布的，采用平均切应力，挤压面积采用______计算。 【答案】① 实用 ② 不是 ③ 正投影面积 【解析】剪切和挤压强度校核中，通常采用实用计算方法。剪切面上的切应力实际并非均匀分布，因此采用平均切应力；挤压面积按接触面的正投影面积计算。 22. 如下图，拉杆的轴力是______，剪力是______。 【答案】① 50N ② 0 23. 切应力是指剪切面上单位面积所受到的剪力，用______表示，用公式表示即：______，单位是：______，符号为：______。 【答案】① ② ③ 帕 ④ Pa 【解析】切应力表示剪切面上单位面积所受到的剪力，通常用τ表示。切应力等于剪力与剪切面积之比，即τ = FQ/S；其国际单位为帕，单位符号为Pa。 24. 要想切断杆件，或者在板上冲孔，必须使剪切应力大于______。 【答案】剪切强度极限 【解析】当剪切应力达到或超过材料的剪切强度极限时，杆件或板材会发生剪断，因此要切断杆件或在板上冲孔，剪切应力必须大于剪切强度极限。 25. 如图所示铆钉结构，钢板在外力P作用下，已知钢板厚为t、宽为b，铆钉直径为d，铆钉的剪应力，铆钉挤压应力。 【答案】① ② 26. 实心轴的最小切应力______。 【答案】0 【解析】实心轴扭转时，切应力与到轴心的距离成正比。轴心处到圆心的距离为零，因此轴心处的切应力最小，为0。 27. 已知钢板厚，其极限切应力，若用冲床在钢板上冲出一个周长为60mm的圆孔，需要冲力______KN。 【答案】75 【解析】冲孔时，剪切面积为孔的周长与钢板厚度的乘积： 。 冲力为剪切强度极限与剪切面积的乘积： 。 因此，需要的冲力为75 kN。 28. 如图所示铆钉结构，钢板在外力P作用下，已知钢板厚为t、宽为b，铆钉直径为d，铆钉的剪应力τ= ______，铆钉挤压应力σJ = ______。 【答案】① ② 【解析】这个连接有两个铆钉，每个铆钉承受的力，每个铆钉的剪切面积是，则剪应力 每个铆钉的挤压面积为，则挤压应力为： 29. 构件受剪切作用时，截面上的内力称为______，截面单位面积上承受的剪切内力称为______，其平均值可用公式______计算。 【答案】剪力；切应力；τ=Q/A 【解析】剪力是构件截面上抵抗剪切变形的内力，单位面积上的剪力称为切应力。截面上切应力的平均值等于剪力除以截面面积，即τ=Q/A。 30. 在生产实践中，剪切与挤压常用于金属的______和______。 【答案】① 成形 ② 连接 【解析】剪切与挤压在金属加工中用于成形，如剪切板材、挤压型材等；也用于金属连接，如焊接前的准备工序。 三、判断题（本大题共10小题，每题1分，共10分） 31. 直杆发生扭转变形时，横截面上的内力称为剪力。（ ） 【答案】错误 【解析】直杆发生扭转变形时，横截面上的内力偶矩称为扭矩，而不是剪力，因此题述错误。 32. 剪力的方向与剪切面平行。（ ） 【答案】正确 【解析】剪力是作用在剪切面内、使构件相邻部分发生相对错动的内力，其方向与剪切面平行，因此题述正确。 33. 若在一段梁上没有载荷，则该段梁上的剪力图为水平直线。（ ） 【答案】正确 【解析】当一段梁上没有载荷时，根据剪力的平衡，该段梁上的剪力值是恒定的。 在剪力图中，剪力值恒定表现为一条水平直线。 34. 切应力是指物体在扭转时产生的应力。（ ） 【答案】错误 【解析】切应力是指单位面积上的剪切力，不是特指在扭转时产生的应力。 35. 直杆发生剪切变形时，横截面上的内力称为扭矩。（ ） 【答案】错误 【解析】直杆发生剪切变形时，横截面上的内力称为剪力；扭矩是直杆发生扭转变形时的内力偶矩，因此题述错误。 36. 剪力的国际单位是牛或千牛。（ ） 【答案】正确 【解析】剪力属于力，其国际单位为牛顿，工程中常用千牛表示，因此题述正确。 37. 工程实际中，一般近似地认为：剪切面上的应力分布是均匀的，切应力的方向和轴线垂直。（ ） 【答案】正确 【解析】工程实际中，为便于计算，通常近似认为剪切面上的应力均匀分布；对于承受横向剪力的直杆，剪力方向与杆件轴线垂直，因此题述正确。 38. 在进行挤压强度计算时，挤压计算面积均按实际接触面积计算。（ ） 【答案】错误 【解析】挤压强度校核采用实用计算方法，挤压计算面积不按实际接触面的真实面积计算，而按实际挤压面的正投影面积计算。当实际挤压面为半圆柱面时，挤压计算面积应取该半圆柱面的正投影面积。因此，题干所述“挤压计算面积均按实际接触面积计算”错误。 39. 为简化计算，挤压时无论零件间的实际挤压面形状如何，其计算挤压面积总是假定为平面（ ） 【答案】正确 【解析】挤压强度校核采用实用计算方法。无论实际挤压面的形状如何，挤压计算面积均按实际挤压面的正投影面积确定，相当于将实际挤压面按其投影关系折算为平面面积。因此，题干所述正确。 40. 接触应力是挤压应力的一种。（ ） 【答案】错误 【解析】接触应力主要发生在高副接触表面，挤压应力主要发生在低副接触表面。二者产生的接触形式和应力分类不同，因此“接触应力是挤压应力的一种”的说法错误。 四、简答题（本大题共4小题，每题5分，共20分） 41. 一根矩形截面梁承受横向载荷。简述其截面上切应力的分布特点，指出切应力最大的位置，并写出最大切应力与平均切应力之间的关系。 【答案】（1）矩形截面梁的切应力沿截面高度呈抛物线分布，上、下表面处切应力为零。 （2）切应力最大值出现在截面中性轴处。 （3）平均切应力为τ平均=Q/A，最大切应力为τ最大=1.5τ平均，即τ最大=1.5Q/A。 【解析】矩形截面梁的横向剪切应力在上、下边界处因边界条件为零，向中性轴逐渐增大，在中性轴处达到最大值。根据矩形截面的剪应力分布规律，最大切应力是平均切应力的1.5倍。 42. 试校核如图所示联接销钉的剪切强度。已知，销钉直径，材料的许用切应力。 【答案】解：此销钉工作时受到剪切力作用，有两个剪切面，每个剪切面的剪力为： 如下图所示： 此销钉剪切强度足够，校核通过。 【解析】解：此销钉工作时受到剪切力作用，有两个剪切面，每个剪切面的剪力为： 如下图所示： $$τ =$\frac{FQ}{S}=\frac{40\times 103N}{\frac{π (30m)^{2}}{4}}=56.59MP\hspace{0pt}a$$此销钉剪切强度足够，校核通过。 43. 剪力。 【答案】剪切时剪切面上的内力。 【解析】当构件受到与横截面平行的外力作用而发生剪切时，沿剪切面将构件截开，截面两侧相互作用的内力合力与剪切面相切，这个内力合力称为剪力。剪力通常用符号F或V表示，单位为N或kN。因此，剪力就是剪切时剪切面上的内力合力。 44. 在两块钢板采用搭接螺栓连接的结构中，外力方向平行于钢板接触面，按单个螺栓承担载荷 进行简化分析。请回答：（1）螺栓和钢板螺栓孔壁分别承受什么应力？（2）写出单剪螺栓剪应力和钢板孔壁平均挤压应力的计算公式。（3）为防止连接发生剪切或挤压破坏，可采取哪些主要措施？ 【答案】（1）螺栓主要承受剪应力，钢板螺栓孔壁主要承受挤压应力。（2）螺栓剪应力为 ，其中 ；孔壁平均挤压应力为 ，其中 为螺栓直径， 为钢板厚度。（3）增大螺栓直径或增加螺栓数量，选用强度合适的螺栓和钢板，并合理增大钢板厚度及孔壁有效受力长度。 【解析】外力平行于接触面，螺栓主要承受剪应力，孔壁主要承受挤压应力。单剪螺栓τ=F/A=4F/(π)，孔壁平均挤压应力σ=F/(dt)。可通过增大螺栓直径、增加数量、加厚钢板及选用强度合适的材料提高承载力。 五、综合应用题（本大题共1小题，每题10分，共10分） 45. 某装备制造企业采用两只直径为 12 mm 的钢制螺栓连接支架与连接板，螺栓为单剪连接。连接板厚度为 8 mm，螺栓孔直径为 13 mm，外加载荷为 12 kN，且由两只螺栓均匀分担。已知螺栓许用切应力为 80 MPa，连接板许用挤压应力为 120 MPa。（1）计算每只螺栓所承受的剪力，并分别求出螺栓的平均切应力和连接板的挤压应力。（2）将计算结果与许用应力比较，判断该连接是否满足强度要求，并指出哪一种应力更接近许用值。（3）若外加载荷增加到 20 kN，螺栓直径、孔径和连接板厚度均不变，且载荷仍均匀分配，求同时满足两项许用应力要求时所需螺栓的最少数量。 【答案】（1）每只螺栓剪力为螺栓剪切面积为螺栓平均切应力为连接板总挤压面积为连接板挤压应力为（2）螺栓切应力安全系数为连接板挤压应力安全系数为两项应力均小于许用值，连接满足强度要求；螺栓切应力更接近许用值。（3）设所需螺栓数为 。按切应力要求：因此至少需要 3 只螺栓。按挤压应力要求：因此至少需要 2 只螺栓。综合两项要求，最少需要 3 只螺栓。 【解析】每只螺栓剪力为6 kN，τ=6000/(π×122/4)=53.05 MPa；连接板σ=12000/(2×13×8)=57.69 MPa，均低于许用值，满足要求，螺栓切应力更接近许用值。载荷为20 kN时，剪切要求n≥2.21，挤压要求n≥1.60，故至少需3只螺栓。 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 $ 内蒙古（对口招生）装备制造类《机械基础》45分钟专题训练卷专辑，共241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装备制造类理论知识，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装备制造类高考的学生。 与本专辑配套的还有内蒙古对口招生考试《机械制图》《机械加工技术》《电工电子技术与技能》《电器及PLC控制技术》45分钟专题训练卷专辑，欢迎同学和老师们下载使用。 内蒙古（对口招生）装备制造类 《机械基础》 项目三：直杆的基本变形 任务四：剪力与切应力 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. 已知钢板厚δ= 2mm，其极限切应力τb=250MPa，若用冲床在钢板上冲出一个周长为100mm的圆孔，需要冲力（ ）kN。 A. 50 B. 157 C. 100 D. 314 2. 剪切强度的实用计算中，假设切应力在剪切面上（ ） A. 均匀分布 B. 线性分布 C. 抛物线分布 D. 三角形分布 3. 图示A和B的直径都是d，则两者中的最大剪应力为（ ） A. B. C. D. 4. 剪切应力与剪切变形之间的关系是（ ） A. 线性 B. 二次 C. 非线性 D. 指数 5. 剪切强度校核公式是（ ） A. B. C. D. 6. 下列实例中，属于剪切变形的是（ ） A. 钻头钻孔 B. 火车车轴 C. 起重吊钩 D. 零件冲孔 7. 两块厚度相同的钢板用一个铆钉铆接，受力如图所示，已知钢板的厚度为t，铆钉的直径为d，则该连接中铆钉的切应力τ和挤压应力σJ分别为（ ） A. B. C. D. 8. 空心圆轴，其内外径之比为a，扭转时该轴内的最大切应力为t，这时横截面上内边缘处的剪应力为（ ） A. t B. at C. 0 D. 9. 切应力是指什么？（ ） A. 压力 B. 单位面积上的拉力 C. 单位面积上的剪切力 D. 扭矩 10. 图示两块用铆钉连接起来的钢板，铆钉的剪切面是（ ） A. 一个剪切面 B. 三个剪切面 C. 两个剪切面 D. 没有剪切面 11. 在剪切应力作用下，材料的变形特点是（ ） A. 体积变化 B. 形状变化 C. 长度变化 D. 角度变化 12. 剪切是指两个物体沿接触面发生的什么？（ ） A. 相对滑动 B. 压力作用 C. 扭转 D. 拉伸 13. 切应力的作用方向应当（ ） A. 垂直于剪切面并引起轴向伸长 B. 平行于剪切面并促使两部分相对滑动 C. 垂直于剪切面并引起局部挤压 D. 绕剪切面法线并引起截面转动 14. 下图连接件，插销剪切面上的切应力τ为（ ） A. 4P/(π B. 2P/(π C. P/(2dt) D. P/(dt) 15. 零件剪切时，以下哪种力是主导因素（ ） A. 拉力 B. 压力 C. 剪力 D. 弯矩 16. 挤压强度校核公式（ ） A. B. C. D. 17. 图示木榫接头，左右两部分形状完全一样，当受F 力作用时，接头的剪切面积等于（ ） A. ab B. cb C. lb D. lc 18. 挤压强度计算中，计算挤压面积取（ ） A. 实际接触面积 B. 投影面积 C. 最小接触面积 D. 最大接触面积 19. 杆件挤压时的应力是______应力。（ ） A. 正 B. 拉 C. 压 D. 切 20. 工程中广泛应用的各种连接件，如销钉、铆钉、键等，主要发生______变形。（ ） A. 扭转 B. 压缩 C. 拉伸 D. 剪切 二、填空题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 剪切和挤压强度校核都采用了______计算方法，剪切应力______均匀分布的，采用平均切应力，挤压面积采用______计算。 22. 如下图，拉杆的轴力是______，剪力是______。 23. 切应力是指剪切面上单位面积所受到的剪力，用______表示，用公式表示即：______，单位是：______，符号为：______。 24. 要想切断杆件，或者在板上冲孔，必须使剪切应力大于______。 25. 如图所示铆钉结构，钢板在外力P作用下，已知钢板厚为t、宽为b，铆钉直径为d，铆钉的剪应力，铆钉挤压应力。 26. 实心轴的最小切应力______。 27. 已知钢板厚，其极限切应力，若用冲床在钢板上冲出一个周长为60mm的圆孔，需要冲力______KN。 28. 如图所示铆钉结构，钢板在外力P作用下，已知钢板厚为t、宽为b，铆钉直径为d，铆钉的剪应力τ= ______，铆钉挤压应力σJ = ______。 29. 构件受剪切作用时，截面上的内力称为______，截面单位面积上承受的剪切内力称为______，其平均值可用公式______计算。 30. 在生产实践中，剪切与挤压常用于金属的______和______。 三、判断题（本大题共10小题，每题1分，共10分） 31. 直杆发生扭转变形时，横截面上的内力称为剪力。（ ） 32. 剪力的方向与剪切面平行。（ ） 33. 若在一段梁上没有载荷，则该段梁上的剪力图为水平直线。（ ） 34. 切应力是指物体在扭转时产生的应力。（ ） 35. 直杆发生剪切变形时，横截面上的内力称为扭矩。（ ） 36. 剪力的国际单位是牛或千牛。（ ） 37. 工程实际中，一般近似地认为：剪切面上的应力分布是均匀的，切应力的方向和轴线垂直。（ ） 38. 在进行挤压强度计算时，挤压计算面积均按实际接触面积计算。（ ） 39. 为简化计算，挤压时无论零件间的实际挤压面形状如何，其计算挤压面积总是假定为平面（ ） 40. 接触应力是挤压应力的一种。（ ） 四、简答题（本大题共4小题，每题5分，共20分） 41. 一根矩形截面梁承受横向载荷。简述其截面上切应力的分布特点，指出切应力最大的位置，并写出最大切应力与平均切应力之间的关系。 42. 试校核如图所示联接销钉的剪切强度。已知，销钉直径，材料的许用切应力。 43. 剪力。 44. 在两块钢板采用搭接螺栓连接的结构中，外力方向平行于钢板接触面，按单个螺栓承担载荷 进行简化分析。请回答：（1）螺栓和钢板螺栓孔壁分别承受什么应力？（2）写出单剪螺栓剪应力和钢板孔壁平均挤压应力的计算公式。（3）为防止连接发生剪切或挤压破坏，可采取哪些主要措施？ 五、综合应用题（本大题共1小题，每题10分，共10分） 45. 某装备制造企业采用两只直径为 12 mm 的钢制螺栓连接支架与连接板，螺栓为单剪连接。连接板厚度为 8 mm，螺栓孔直径为 13 mm，外加载荷为 12 kN，且由两只螺栓均匀分担。已知螺栓许用切应力为 80 MPa，连接板许用挤压应力为 120 MPa。（1）计算每只螺栓所承受的剪力，并分别求出螺栓的平均切应力和连接板的挤压应力。（2）将计算结果与许用应力比较，判断该连接是否满足强度要求，并指出哪一种应力更接近许用值。（3）若外加载荷增加到 20 kN，螺栓直径、孔径和连接板厚度均不变，且载荷仍均匀分配，求同时满足两项许用应力要求时所需螺栓的最少数量。 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 $