山东省（春季高考）交通运输类 《汽车机械基础》项目二任务一 45分钟专题训练卷

山东省（春季高考）交通运输类《汽车机械基础》45分钟专题训练卷专辑，共227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交通运输类理论知识，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交通运输类高考的学生。 与本专辑配套的还有山东省春季高考考试《汽车文化》《汽车电工电子基础》《汽车发动机构造与维修》《汽车底盘构造与维修》《汽车电气设备构造与维修》《汽车保养与维护》《新能源汽车》《汽车构造与拆装》45分钟专题训练卷专辑，欢迎同学和老师们下载使用。 山东省（春季高考）交通运输类 《汽车机械基础》 项目二：汽车常用金属材料 任务一：汽车常用金属材料 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. 汽车制动蹄片常用的材料是（ ） A. 石棉 B. 陶瓷 C. 金属 D. 碳纤维 2. 汽车发动机曲轴常用的材料是（ ） A. 45 钢 B. 40Cr C. 球墨铸铁 D. 灰铸铁 3. 汽车车身中，应用最广泛的金属材料是（ ） A. 钢 B. 铝合金 C. 铜合金 D. 镁合金 4. 汽车涡轮增压器废气端叶片常采用______以抵抗高温腐蚀。（ ） A. 陶瓷涂层 B. 镀铬处理 C. 磷化处理 D. 阳极氧化 5. 刨刀应采用______硬度试验法测定硬度（ ） A. HBS B. HRC C. HRA D. HV 6. 汽车齿轮的力学性能要求做到外硬内韧，应选用（ ） A. T10淬火+低温回火 B. 60Si2Mn淬火+中温回火 C. 40Cr淬火+高温回火 D. 20CrMnTi渗碳淬火+低温回火 7. 以下哪种材料具有较好的耐腐蚀性能（ ） A. 不锈钢 B. 铸铁 C. 铝合金 D. 碳钢 8. 拉伸试验时，测量低碳钢下屈服强度需要记录的载荷是（ ） A. 弹性阶段的最大载荷 B. 缩颈阶段的最大载荷 C. 强化阶段的最大载荷 D. 屈服阶段测力度盘指针摆动的最小值 9. 金属材料在交变应力作用下，经过长时间工作而发生断裂的现象称为（ ） A. 塑性变形 B. 脆性断裂 C. 疲劳断裂 D. 蠕变断裂 10. 汽车变速器齿轮通常采用的材料是（ ） A. 灰铸铁 B. 合金结构钢 C. 纯铝 D. 铜合金 11. 下列属于各向同性材料的是（ ） A. 木材 B. 竹子 C. 铸钢 D. 纤维增强复合材料 12. 牌号为60Si2Mn的钢材是（ ） A. 合金渗碳钢 B. 合金调质钢 C. 合金弹簧钢 D. 滚动轴承钢 13. 汽车半轴通常采用______材料制造（ ） A. 45钢 B. 40Cr C. 40MnB D. 20CrMnTi 14. 下列材料中，不属于汽车轻量化材料的是（ ） A. 铝合金 B. 高强度钢 C. 塑料 D. 铸铁 15. 汽车制动盘常用的材料是（ ） A. 陶瓷 B. 铝合金 C. 灰铸铁 D. 塑料 16. 发动机的活塞一般采用（ ） A. 铝合金 B. 铜合金 C. 铸铁 D. 陶瓷 17. 汽车发动机气缸体通常采用的材料是（ ） A. 灰铸铁 B. 低碳钢 C. 铝合金 D. 铜合金 18. 黄铜是铜______合金（ ） A. 铝 B. 铁 C. 铝 D. 锌 19. 下列汽车零部件中采用铝合金材料比重较大的是（ ） A. 电气系统 B. 底盘 C. 发动机 D. 车身 20. 表示含铜______，其余为锌的普通黄铜（ ） A. 60% B. 68% C. 62% D. 闪点 二、计算题（本大题共2小题，每题5分，共10分） 21. 某汽车传动轴采用45钢制造，传动轴为实心圆轴，直径为40 mm，长度为1.20 m。已知45钢的密度为7.85 g/cm3，抗拉强度为600 MPa。若取安全系数为3，求：（1）该传动轴的质量。（2）该传动轴承受的许用拉力。 22. 某汽车发动机罩采用铝合金板制造，板材长1.40 m、宽1.10 m、厚1.20 mm。铝合金密度为 ，钢板密度为 。若改用相同尺寸的钢板，且不考虑加强筋等结构差异，求：（1）铝合金发动机罩板材的质量。（2）相同尺寸钢板的质量，以及采用铝合金板可减轻的质量。（3）若铝合金线膨胀系数为 ，温度由20℃升至100℃，发动机罩长度方向的伸长量。 三、综合应用题（本大题共7小题，共50分） 23.（5分）某汽车维修企业需要制作一块门槛加强板，选用 Q235 低碳钢板。加强板展开尺寸为长 900 mm、宽 120 mm、厚 2 mm，钢材密度为 7.85 g/cm3。该加强板工作时承受的最大拉力为 18 kN，有效受力截面宽度为 120 mm。Q235 钢的屈服强度按 235 MPa 计算。（1）计算该加强板的质量和工作拉应力。（2）按不发生屈服的条件判断，该加强板在最大拉力下是否满足强度要求。（3）说明选用低碳钢而不选用高碳钢制作该加强板的主要原因。 24.（5分）某汽车维修企业需为一批传动轴选用材料。传动轴工作时承受最大扭转载荷，其危险截面可按受拉状态进行强度校核。已知传动轴危险截面直径为16 mm，等效最大拉力为18 kN。45钢的屈服强度为355 MPa，灰铸铁的抗拉强度为200 MPa。（1）计算传动轴危险截面的面积和工作应力。（2）判断该传动轴采用45钢是否满足强度要求。（3）比较45钢与灰铸铁的性能，说明传动轴不宜选用灰铸铁的主要原因。 25.（5分）某汽车维修企业对一批用于制造车身加强支架的钢材进行拉伸试验。试样原始直径为10 mm，原始标距为100 mm，拉断时最大载荷为31.4 kN，拉断后标距为125 mm。该支架用钢要求抗拉强度不低于380 MPa，断后伸长率不低于20%。（1）计算该钢材的抗拉强度和断后伸长率。（2）判断该钢材是否满足制造车身加强支架的性能要求。（3）若需制造汽车发动机齿轮，与车身加强支架相比，应重点提高金属材料的哪两项性能？说明理由。 26.（5分）某汽车改装厂拟将钢制轮毂更换为铝合金轮毂。轮毂简化为圆环形板件，外径为 400 mm，中心孔直径为 180 mm，厚度为 20 mm。铝合金密度为 2.70 g/cm3，钢的密度为 7.85 g/cm3。铝合金的线膨胀系数为 ，轮毂由 20℃ 升高到 100℃。（1）计算该轮毂采用铝合金和采用钢制造时的质量，并计算减质量。（2）计算轮毂外径在升温过程中的变化量，并说明装配时是否应考虑热膨胀。（3）从金属材料性能角度，说明铝合金轮毂在使用中还应重点关注的问题。 27.（10分）某汽车钢板弹簧生产车间对一批弹簧钢进行拉伸试验。试样原始标距为100 mm，拉断后的标距为118 mm；试样横截面宽度为20 mm、厚度为5 mm，试验中测得最大载荷为32 kN。该弹簧钢规定的最小抗拉强度为300 MPa，断后伸长率不低于12%。（1）计算试样在最大载荷下的抗拉强度。（2）计算该试样的断后伸长率。（3）判断该批弹簧钢是否满足规定要求，并说明弹簧钢应具备的主要力学性能。 28.（10分）某汽车制动性能检测台进行连续制动试验，单个灰铸铁制动盘的外径为 280 mm，中心孔直径为 140 mm，平均厚度为 12 mm。灰铸铁密度为 7.20 g/cm3，比热容为 。一次紧急制动中，该制动盘吸收的热量为 180 kJ，初始温度为 60℃。该制动盘允许工作温度不超过 450℃。（1）计算该制动盘的质量和一次紧急制动后的理论温升。（2）计算制动后的理论温度，并判断是否超过允许工作温度。（3）说明灰铸铁适合制造制动盘的主要性能特点，并提出一项减小制动热衰退风险的措施。 29.（10分）某新能源汽车制造企业拟将原灰铸铁电池托盘支架改为铝合金支架。两种支架的体积均为680 cm3。铝合金的密度为2.70 g/cm3，抗拉强度为300 MPa；灰铸铁的密度为7.20 g/cm3，抗拉强度为250 MPa。为比较材料的轻量化效果，可用单位质量强度进行评价。（1）计算铝合金支架和灰铸铁支架的质量，并计算更换铝合金支架后的减质量。（2）分别计算两种材料的单位质量强度，并判断哪种材料的轻量化性能更优。（3）说明铝合金支架在制造和使用过程中应采取的两项措施，以保证连接可靠性和使用寿命。 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（春季高考）交通运输类《汽车机械基础》45分钟专题训练卷专辑，共227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交通运输类理论知识，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交通运输类高考的学生。 与本专辑配套的还有山东省春季高考考试《汽车文化》《汽车电工电子基础》《汽车发动机构造与维修》《汽车底盘构造与维修》《汽车电气设备构造与维修》《汽车保养与维护》《新能源汽车》《汽车构造与拆装》45分钟专题训练卷专辑，欢迎同学和老师们下载使用。 山东省（春季高考）交通运输类 《汽车机械基础》 项目二：汽车常用金属材料 任务一：汽车常用金属材料 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. 汽车制动蹄片常用的材料是（ ） A. 石棉 B. 陶瓷 C. 金属 D. 碳纤维 【答案】A 【解析】汽车制动蹄片（摩擦片）常用的摩擦材料是石棉，石棉具有耐热、耐磨、摩擦系数稳定等特性，能够满足制动时高温和摩擦的工作要求，故选A。 2. 汽车发动机曲轴常用的材料是（ ） A. 45 钢 B. 40Cr C. 球墨铸铁 D. 灰铸铁 【答案】C 【解析】球墨铸铁具有较高的强度、韧性和耐磨性，常用于汽车发动机曲轴。 3. 汽车车身中，应用最广泛的金属材料是（ ） A. 钢 B. 铝合金 C. 铜合金 D. 镁合金 【答案】A 4. 汽车涡轮增压器废气端叶片常采用______以抵抗高温腐蚀。（ ） A. 陶瓷涂层 B. 镀铬处理 C. 磷化处理 D. 阳极氧化 【答案】A 【解析】涡轮增压器废气端叶片长期处于高温、腐蚀性废气环境中，常采用陶瓷涂层提高耐高温和抗腐蚀性能。镀铬、磷化和阳极氧化不适用于该部位的高温工况。故选A。 5. 刨刀应采用______硬度试验法测定硬度（ ） A. HBS B. HRC C. HRA D. HV 【答案】B 【解析】HRC适用于硬度较高的材料，如刀具等，HBS一般用于较软材料，HRA用于极硬材料，HV用于显微硬度测量，刨刀硬度较高，所以选B。 6. 汽车齿轮的力学性能要求做到外硬内韧，应选用（ ） A. T10淬火+低温回火 B. 60Si2Mn淬火+中温回火 C. 40Cr淬火+高温回火 D. 20CrMnTi渗碳淬火+低温回火 【答案】D 【解析】20CrMnTi渗碳淬火后表面形成高碳马氏体，硬度高，心部仍保持低碳马氏体，韧性好，能满足外硬内韧的要求，T10淬火+低温回火主要用于工具钢，60Si2Mn淬火+中温回火用于弹簧钢，40Cr淬火+高温回火用于轴类等零件，所以选D。 7. 以下哪种材料具有较好的耐腐蚀性能（ ） A. 不锈钢 B. 铸铁 C. 铝合金 D. 碳钢 【答案】A 8. 拉伸试验时，测量低碳钢下屈服强度需要记录的载荷是（ ） A. 弹性阶段的最大载荷 B. 缩颈阶段的最大载荷 C. 强化阶段的最大载荷 D. 屈服阶段测力度盘指针摆动的最小值 【答案】D 【解析】低碳钢下屈服强度的计算公式为，其中为屈服阶段测力度盘指针摆动的最小载荷，为试样原始横截面积。因此，测量低碳钢下屈服强度需要记录屈服阶段测力度盘指针摆动的最小值，选D。 9. 金属材料在交变应力作用下，经过长时间工作而发生断裂的现象称为（ ） A. 塑性变形 B. 脆性断裂 C. 疲劳断裂 D. 蠕变断裂 【答案】C 【解析】疲劳断裂是金属材料在交变应力作用下，经过长时间工作而发生断裂的现象，塑性变形是材料发生永久变形，脆性断裂是突然断裂，蠕变断裂是在高温和应力作用下缓慢变形导致的断裂，所以选C。 10. 汽车变速器齿轮通常采用的材料是（ ） A. 灰铸铁 B. 合金结构钢 C. 纯铝 D. 铜合金 【答案】B 11. 下列属于各向同性材料的是（ ） A. 木材 B. 竹子 C. 铸钢 D. 纤维增强复合材料 【答案】C 【解析】各向同性材料是指材料在各个方向上的力学性能相同或基本相同。铸钢的组织通常较均匀，宏观力学性能可视为各向同性；木材、竹子和纤维增强复合材料均具有明显的方向性，属于各向异性材料。因此选C。 12. 牌号为60Si2Mn的钢材是（ ） A. 合金渗碳钢 B. 合金调质钢 C. 合金弹簧钢 D. 滚动轴承钢 【答案】C 【解析】合金渗碳钢如20CrMnTi等，A错误；合金调质钢如40Cr等，B错误；60Si2Mn是常用的合金弹簧钢，用于制造牵引钩弹簧、钢板弹簧等，C正确；滚动轴承钢如GCr15等，D错误。 13. 汽车半轴通常采用______材料制造（ ） A. 45钢 B. 40Cr C. 40MnB D. 20CrMnTi 【答案】C 【解析】40MnB具有较高的强度、韧性和疲劳强度，适合制造汽车半轴等承受较大扭矩的零件。 14. 下列材料中，不属于汽车轻量化材料的是（ ） A. 铝合金 B. 高强度钢 C. 塑料 D. 铸铁 【答案】D 15. 汽车制动盘常用的材料是（ ） A. 陶瓷 B. 铝合金 C. 灰铸铁 D. 塑料 【答案】C 【解析】灰铸铁具有良好的耐磨性、热稳定性和导热性，适合制造汽车制动盘。 16. 发动机的活塞一般采用（ ） A. 铝合金 B. 铜合金 C. 铸铁 D. 陶瓷 【答案】A 【解析】发动机活塞通常采用铝合金，因为铝合金重量轻、导热性好。所以选择 A。 17. 汽车发动机气缸体通常采用的材料是（ ） A. 灰铸铁 B. 低碳钢 C. 铝合金 D. 铜合金 【答案】A 18. 黄铜是铜______合金（ ） A. 铝 B. 铁 C. 铝 D. 锌 【答案】D 【解析】黄铜是以铜和锌为主要元素组成的铜合金，即铜锌合金。选项D为锌，因此选D。 19. 下列汽车零部件中采用铝合金材料比重较大的是（ ） A. 电气系统 B. 底盘 C. 发动机 D. 车身 【答案】D 【解析】车身覆盖件和结构件面积大、用料多，是汽车上采用铝合金材料比重较大的部位之一。采用铝合金车身可在保证结构性能的同时有效减轻整车质量，因此选D。 20. 表示含铜______，其余为锌的普通黄铜（ ） A. 60% B. 68% C. 62% D. 闪点 【答案】B 【解析】中68表示铜的质量分数约为68%，其余为锌，所以选B。 二、计算题（本大题共2小题，每题5分，共10分） 21. 某汽车传动轴采用45钢制造，传动轴为实心圆轴，直径为40 mm，长度为1.20 m。已知45钢的密度为7.85 g/cm3，抗拉强度为600 MPa。若取安全系数为3，求：（1）该传动轴的质量。（2）该传动轴承受的许用拉力。 【答案】（1）传动轴体积为 。传动轴质量为 。（2）许用应力为 。横截面积为 。许用拉力为 。 【解析】（1）先将直径和长度统一换算为厘米，利用密度与体积计算质量。（2）抗拉强度除以安全系数得到许用应力，再乘圆轴横截面积得到许用拉力。 22. 某汽车发动机罩采用铝合金板制造，板材长1.40 m、宽1.10 m、厚1.20 mm。铝合金密度为 ，钢板密度为 。若改用相同尺寸的钢板，且不考虑加强筋等结构差异，求：（1）铝合金发动机罩板材的质量。（2）相同尺寸钢板的质量，以及采用铝合金板可减轻的质量。（3）若铝合金线膨胀系数为 ，温度由20℃升至100℃，发动机罩长度方向的伸长量。 【答案】（1）铝合金板体积为 。铝合金板质量为 。（2）钢板质量为 。减轻质量为 。（3）温差为 。伸长量为 。 【解析】（1）板材体积由长、宽、厚相乘得到，再乘密度计算质量。（2）相同体积下，铝合金密度较小，因此可明显降低车身覆盖件质量。（3）线膨胀量由线膨胀系数、原长度和温差共同决定。 三、综合应用题（本大题共7小题，共50分） 23.（5分）某汽车维修企业需要制作一块门槛加强板，选用 Q235 低碳钢板。加强板展开尺寸为长 900 mm、宽 120 mm、厚 2 mm，钢材密度为 7.85 g/cm3。该加强板工作时承受的最大拉力为 18 kN，有效受力截面宽度为 120 mm。Q235 钢的屈服强度按 235 MPa 计算。（1）计算该加强板的质量和工作拉应力。（2）按不发生屈服的条件判断，该加强板在最大拉力下是否满足强度要求。（3）说明选用低碳钢而不选用高碳钢制作该加强板的主要原因。 【答案】（1）加强板体积为：。加强板质量为：。有效受力面积为：。工作拉应力为：。（2）工作拉应力 75 MPa 小于 Q235 钢的屈服强度 235 MPa，因此按不发生屈服的条件判断，满足强度要求。（3）低碳钢具有较好的塑性、冲压成形性和焊接性能，适合制作车身加强板。高碳钢硬度较高但塑性和焊接性较差，成形时易产生裂纹。 【解析】（1）先根据长、宽、厚计算体积，再由密度计算质量；拉应力由拉力除以有效受力面积求得。（2）工作应力小于屈服强度时，材料不会发生明显塑性变形。（3）车身加强板需要冲压和焊接，低碳钢的综合工艺性能更适合。 24.（5分）某汽车维修企业需为一批传动轴选用材料。传动轴工作时承受最大扭转载荷，其危险截面可按受拉状态进行强度校核。已知传动轴危险截面直径为16 mm，等效最大拉力为18 kN。45钢的屈服强度为355 MPa，灰铸铁的抗拉强度为200 MPa。（1）计算传动轴危险截面的面积和工作应力。（2）判断该传动轴采用45钢是否满足强度要求。（3）比较45钢与灰铸铁的性能，说明传动轴不宜选用灰铸铁的主要原因。 【答案】（1）危险截面面积为 。工作应力为 。（2）满足要求。传动轴工作应力89.57 MPa，小于45钢的屈服强度355 MPa。（3）45钢具有较高的强度、韧性和抗冲击能力，适合承受交变载荷。灰铸铁虽然铸造性能较好，但脆性较大、抗冲击性能较差，易发生断裂。 【解析】（1）先由直径求圆截面面积，再用载荷除以面积求应力。（2）工作应力低于材料屈服强度，说明强度满足要求。（3）传动轴受交变冲击载荷，应优先选用强度和韧性较好的钢材。 25.（5分）某汽车维修企业对一批用于制造车身加强支架的钢材进行拉伸试验。试样原始直径为10 mm，原始标距为100 mm，拉断时最大载荷为31.4 kN，拉断后标距为125 mm。该支架用钢要求抗拉强度不低于380 MPa，断后伸长率不低于20%。（1）计算该钢材的抗拉强度和断后伸长率。（2）判断该钢材是否满足制造车身加强支架的性能要求。（3）若需制造汽车发动机齿轮，与车身加强支架相比，应重点提高金属材料的哪两项性能？说明理由。 【答案】（1）试样横截面积为 。抗拉强度为 。断后伸长率为 。（2）该钢材抗拉强度为400 MPa，断后伸长率为25%，均达到规定要求，可以用于制造车身加强支架。（3）应重点提高硬度和耐磨性。发动机齿轮啮合面承受较大的接触压力和摩擦，较高的硬度和耐磨性可减小齿面磨损，延长使用寿命。 【解析】（1）先根据试样直径计算横截面积，再由最大载荷计算抗拉强度，并利用拉断前后标距计算断后伸长率。（2）两项实测指标均高于规定下限，说明材料的强度和塑性满足使用要求。（3）齿轮工作时齿面反复啮合摩擦，应保证足够的表面硬度和耐磨性。 26.（5分）某汽车改装厂拟将钢制轮毂更换为铝合金轮毂。轮毂简化为圆环形板件，外径为 400 mm，中心孔直径为 180 mm，厚度为 20 mm。铝合金密度为 2.70 g/cm3，钢的密度为 7.85 g/cm3。铝合金的线膨胀系数为 ，轮毂由 20℃ 升高到 100℃。（1）计算该轮毂采用铝合金和采用钢制造时的质量，并计算减质量。（2）计算轮毂外径在升温过程中的变化量，并说明装配时是否应考虑热膨胀。（3）从金属材料性能角度，说明铝合金轮毂在使用中还应重点关注的问题。 【答案】（1）轮毂体积为：。。。铝合金轮毂质量为：。钢制轮毂质量为：。减质量为：。（2）温度变化为：。轮毂外径变化量为：。轮毂受热后外径增大约0.74 mm，装配配合和螺栓预紧时应考虑热膨胀影响。（3）铝合金密度小，可明显降低簧下质量，但其弹性模量低于钢，轮毂结构刚度应满足要求。同时应防止轮毂受到强烈冲击或产生疲劳裂纹，并注意表面防腐蚀保护。 【解析】（1）圆环形轮毂的体积等于外圆柱体积减去中心孔圆柱体积：。代入、、，得 。分别乘以材料密度，铝合金轮毂质量为，钢制轮毂质量为，减质量为。（2）温度变化为。铝合金轮毂外径的线膨胀量为，约为，因此装配间隙、配合尺寸和螺栓预紧应考虑热膨胀影响。（3）铝合金可降低簧下质量，但弹性模量低于钢，设计时应保证轮毂刚度；同时应关注冲击载荷下的变形或裂纹、循环载荷下的疲劳失效，以及表面腐蚀问题。 27.（10分）某汽车钢板弹簧生产车间对一批弹簧钢进行拉伸试验。试样原始标距为100 mm，拉断后的标距为118 mm；试样横截面宽度为20 mm、厚度为5 mm，试验中测得最大载荷为32 kN。该弹簧钢规定的最小抗拉强度为300 MPa，断后伸长率不低于12%。（1）计算试样在最大载荷下的抗拉强度。（2）计算该试样的断后伸长率。（3）判断该批弹簧钢是否满足规定要求，并说明弹簧钢应具备的主要力学性能。 【答案】（1）试样横截面积为 。抗拉强度为 。（2）断后伸长率为 。（3）满足要求。抗拉强度320 MPa，高于规定的300 MPa；断后伸长率18%，高于规定的12%。弹簧钢应具有较高的弹性极限、强度和疲劳强度，并保持一定韧性。 【解析】（1）试样原始横截面积为。最大载荷。由于，抗拉强度为。（2）断后伸长率为。（3）试样抗拉强度不低于规定的，断后伸长率不低于规定的，因此该批弹簧钢满足规定要求。弹簧钢还应具有较高的弹性极限、强度和疲劳强度，并保持一定韧性。 28.（10分）某汽车制动性能检测台进行连续制动试验，单个灰铸铁制动盘的外径为 280 mm，中心孔直径为 140 mm，平均厚度为 12 mm。灰铸铁密度为 7.20 g/cm3，比热容为 。一次紧急制动中，该制动盘吸收的热量为 180 kJ，初始温度为 60℃。该制动盘允许工作温度不超过 450℃。（1）计算该制动盘的质量和一次紧急制动后的理论温升。（2）计算制动后的理论温度，并判断是否超过允许工作温度。（3）说明灰铸铁适合制造制动盘的主要性能特点，并提出一项减小制动热衰退风险的措施。 【答案】（1）制动盘体积为：。。。制动盘质量为：。制动盘温升为：。（2）制动后的理论温度为：。理论温度低于 450℃，因此本次制动未超过允许工作温度。（3）灰铸铁具有较好的耐磨性、导热性、减振性和铸造性能，适合制动盘在摩擦发热工况下工作。可采用通风盘结构或增大散热气流，以降低制动盘温度并减小热衰退风险。 【解析】（1）制动盘按圆环形板件计算体积： 。质量为。制动盘吸收热量，比热容，理论温升为。（2）制动后的理论温度为，低于允许工作温度，因此本次紧急制动未超过允许工作温度。（3）灰铸铁具有较好的耐磨性、导热性、减振性和铸造性能，适合用于承受摩擦发热的制动盘。可采用通风盘结构或增大散热气流，以降低制动盘温度并减小热衰退风险。 29.（10分）某新能源汽车制造企业拟将原灰铸铁电池托盘支架改为铝合金支架。两种支架的体积均为680 cm3。铝合金的密度为2.70 g/cm3，抗拉强度为300 MPa；灰铸铁的密度为7.20 g/cm3，抗拉强度为250 MPa。为比较材料的轻量化效果，可用单位质量强度进行评价。（1）计算铝合金支架和灰铸铁支架的质量，并计算更换铝合金支架后的减质量。（2）分别计算两种材料的单位质量强度，并判断哪种材料的轻量化性能更优。（3）说明铝合金支架在制造和使用过程中应采取的两项措施，以保证连接可靠性和使用寿命。 【答案】（1）铝合金支架质量为 。灰铸铁支架质量为 。减质量为 。（2）铝合金单位质量强度为 。灰铸铁单位质量强度为 。铝合金的单位质量强度较高，轻量化性能更优。（3）连接部位应采用适宜的螺栓、铆接或焊接工艺，避免局部应力集中。支架表面应进行防腐处理，并避免与异种金属直接接触造成电化学腐蚀。 【解析】（1）铝合金支架质量为；灰铸铁支架质量为。更换为铝合金支架后的减质量为。（2）按强度与密度之比评价单位质量强度，铝合金为；灰铸铁为。铝合金的单位质量强度较高，因此轻量化性能更优。（3）铝合金支架的连接部位应选择适宜的螺栓、铆接或焊接工艺，并通过合理结构设计避免局部应力集中；支架表面应进行防腐处理，且应避免与异种金属直接接触，以减少电化学腐蚀并提高使用寿命。 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 $