山东省（春季高考）机械制造类 《机械基础》项目十七任务一 45分钟专题训练卷

山东省（春季高考）机械制造类《机械基础》45分钟专题训练卷专辑，共220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机械制造类高考的学生。 与本专辑配套的还有山东省春季高考考试《机械制图》《金属加工基础》《钳工加工技术》《极限配合与技术测量》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）机械制造类 《机械基础》 项目十七：材料的力学性能 任务一：铸铁拉伸 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. 灰铸铁试样进行拉伸试验时，其断裂前的典型表现是（ ） A. 出现明显颈缩并持续延伸 B. 出现屈服平台后均匀变形 C. 塑性变形很小而突然断裂 D. 弹性变形后可完全恢复原状 【答案】C 【解析】灰铸铁属于脆性材料，拉伸时塑性变形很小，通常没有明显的屈服和颈缩现象，达到极限载荷后会突然断裂。 2. 某铸铁圆试样原始直径为12 mm，拉伸时测得最大拉力为36 kN，其抗拉强度约为（ ） A. 254.6 MPa B. 286.5 MPa C. 318.3 MPa D. 360.0 MPa 【答案】C 【解析】抗拉强度按最大拉力除以试样原始横截面积计算。原始横截面积约为113.1 mm2，因此抗拉强度约为36 000÷113.1 MPa，即318.3 MPa。 3. 铸铁材料拉伸和低碳钢材料拉伸时，它们都会出现（ ） A. 屈服阶段 B. 弹性变形阶段 C. 强化阶段 D. 以上均不是 【答案】B 【解析】低碳钢和铸铁在拉伸过程中都会先发生弹性变形。低碳钢有明显的屈服和强化阶段，而铸铁通常无明显屈服阶段和强化阶段。因此选B。 4. 灰铸铁标准拉伸试样在拉断前，试样工作段通常表现为（ ） A. 直径明显减小形成缩颈 B. 长度显著增加产生延伸 C. 截面近似保持原有尺寸 D. 表面发生大面积塑性流动 【答案】C 【解析】灰铸铁的塑性较差，受拉时不能产生显著的塑性流动和缩颈，断裂前工作段截面通常接近原始尺寸。 5. 牌号HT200中的数字“200”表示该材料的（ ） A. 最低屈服强度为200 MPa B. 最低抗拉强度为200 MPa C. 最低抗压强度为200 MPa D. 最低冲击韧度为200 J/cm2 【答案】B 【解析】HT为灰铸铁牌号代号，后面的数字表示该灰铸铁的最低抗拉强度，单位为MPa。 6. 下列材料中，通常可视为脆性材料且在拉伸试验中无明显屈服现象的是（ ） A. 低碳钢 B. 合金钢 C. 铸铁 D. 铜 【答案】C 【解析】铸铁属于典型脆性材料，拉伸时塑性变形很小，通常没有明显的屈服阶段，达到抗拉强度后往往突然断裂。低碳钢通常具有明显屈服现象；“合金钢”和“铜”的具体屈服特征与其成分、热处理状态等有关，原题表述下不宜作为唯一判断依据。因此选C。 7. 球墨铸铁试样在拉伸过程中，与灰铸铁相比更可能出现的现象是（ ） A. 较早发生脆性断裂现象 B. 产生较明显的塑性变形 C. 保持完全相同的断裂形貌 D. 不承受任何轴向拉力 【答案】B 【解析】球墨铸铁中的石墨呈球状，对基体的割裂作用较小，因此其强度、塑性和韧性通常优于灰铸铁，拉伸时可产生较明显的塑性变形。 8. 灰铸铁与同基体钢相接近的力学性能指标是（ ） A. 塑性 B. 抗拉强度 C. 抗压强度 D. 冲击韧性 【答案】C 【解析】灰铸铁中的石墨会显著降低其抗拉强度、塑性和冲击韧性，但其抗压强度与同基体钢较为接近。因此选C。 9. 灰铸铁圆杆承受轴向拉力直至断裂时，断口平面通常与杆轴线（ ） A. 大致平行并呈纤维状 B. 大致成并呈剪切状 C. 呈不规则波浪并无方向性 D. 大致垂直并较为平整 【答案】D 【解析】灰铸铁受拉时主要由最大正应力引起脆性断裂。最大正应力作用在垂直于轴线的横截面上，因此断口通常与轴线近似垂直。 10. 下列材料中，弹性模量最大的是（ ） A. 木材 B. 铸铁 C. 铝合金 D. 钢材 【答案】D 【解析】钢材的弹性模量约为200GPa，铸铁约为110-160GPa，铝合金约为70GPa，木材约为10GPa，故钢材弹性模量最大。 11. 拉伸试验中，表征铸铁抵抗拉断能力的强度指标应按（ ）计算 A. 最大拉力除以原始横截面积 B. 最大拉力除以断后最小面积 C. 屈服拉力除以原始横截面积 D. 断裂拉力除以断后最小面积 【答案】A 【解析】铸铁的抗拉强度采用试样承受的最大拉力与原始横截面积之比确定。铸铁通常没有明显屈服阶段，不能以屈服拉力作为该强度指标。 12. 铸铁构件承受拉伸载荷时，工程设计中应重点防止的失效形式是（ ） A. 长期均匀塑性变形失效 B. 缓慢缩颈后的延性断裂 C. 反复弯曲后的表面磨损 D. 缺少预兆的脆性断裂 【答案】D 【解析】铸铁的拉伸塑性较低，受拉达到极限后常发生突然断裂，断裂前预兆不明显。设计和使用时应避免拉应力过大及应力集中。 13. 某铸铁试样原始标距为50 mm，拉断后标距为50.4 mm，其断后伸长率为（ ） A. 0.4% B. 0.8% C. 1.2% D. 1.6% 【答案】B 【解析】断后伸长率按标距增加量除以原始标距计算。该试样标距增加0.4 mm，因此断后伸长率为0.4÷50×100%，即0.8%。 14. 为减小灰铸铁受拉构件发生断裂的风险，结构设计中较合理的措施是（ ） A. 在截面变化处采用较大圆角过渡 B. 在截面变化处设置尖锐内角 C. 在受拉部位开设深窄沟槽 D. 在连接部位突然减小截面 【答案】A 【解析】灰铸铁对缺口和应力集中较敏感。截面变化处采用较大圆角过渡可减小局部应力集中，从而降低受拉脆断的风险。 15. 灰铸铁试样进行拉伸试验时，其受力变形过程通常表现为（ ） A. 弹性后出现明显屈服平台 B. 弹性后很快发生断裂破坏 C. 弹性后形成均匀强化阶段 D. 弹性后出现显著缩颈现象 【答案】B 【解析】灰铸铁塑性较差，拉伸时通常没有明显屈服现象和缩颈现象，达到极限后易突然断裂。 16. 在材料牌号相同条件下，灰铸铁的抗压强度通常（ ） A. 小于抗拉强度且差别不大 B. 等于抗拉强度且同步变化 C. 高于抗拉强度且差别较大 D. 低于抗拉强度且易于断裂 【答案】C 【解析】灰铸铁内部石墨片对拉伸破坏影响较大，因此其抗压强度通常明显高于抗拉强度。 17. 灰铸铁拉伸试样断裂后，断口平面通常与试样轴线（ ） A. 大致相互平行 B. 呈约斜向 C. 沿螺旋方向延伸 D. 大致相互垂直 【答案】D 【解析】灰铸铁拉伸断裂以脆性断裂为主，断口通常接近垂直于试样轴线，且不易出现明显缩颈。 18. 灰铸铁标准拉伸试样被拉断后，断口通常与试样轴线的关系是（ ） A. 与轴线近于垂直 B. 与轴线约成 C. 与轴线基本平行 D. 与轴线呈螺旋状 【答案】A 【解析】灰铸铁塑性较差，拉伸时通常在最大正应力作用下发生脆性断裂，断口一般近于垂直于试样轴线。与轴线约成的断裂面多见于受压时的剪切破坏。 19. 某灰铸铁拉杆承受轴向拉力135 kN，横截面积为900 mm2，许用拉应力为160 MPa。该拉杆的强度校核结果是（ ） A. 实际拉应力150 MPa，满足强度要求 B. 实际拉应力150 MPa，不满足强度要求 C. 实际拉应力160 MPa，满足强度要求 D. 实际拉应力160 MPa，不满足强度要求 【答案】A 【解析】拉杆的实际拉应力为135000 N除以900 mm2，结果为150 MPa。实际拉应力小于许用拉应力160 MPa，因此拉杆满足强度要求。 20. 某设备中，灰铸铁拉杆和压杆的横截面积均为500 mm2。拉杆承受拉力90 kN，材料抗拉强度为180 MPa；压杆承受压力150 kN，材料抗压强度为600 MPa。两构件的强度状态为（ ） A. 拉杆未达极限，压杆达到极限 B. 拉杆恰达极限，压杆未达极限 C. 拉杆超过极限，压杆恰达极限 D. 拉杆未达极限，压杆超过极限 【答案】B 【解析】按σ=F/A计算：拉杆应力为180 MPa，恰等于抗拉强度；压杆应力为300 MPa，小于抗压强度600 MPa，故选B。 二、简答题（本大题共4小题，每题5分，共20分） 21. 简述灰铸铁在拉伸试验中的主要力学性能特点。 【答案】（1）灰铸铁的抗拉强度相对较低，明显低于其抗压强度。 （2）拉伸过程中塑性变形很小，一般没有明显的屈服阶段。 （3）试样通常在达到最大拉力后突然断裂，断口大多近于垂直于试样轴线，表现出脆性断裂特征。 【解析】灰铸铁中石墨片会造成应力集中，使材料在拉伸载荷下难以产生较大的塑性变形。作答时应围绕抗拉强度、变形特征和断裂形式说明其拉伸性能。 22. 比较灰铸铁与球墨铸铁在拉伸性能方面的主要区别，写出3点。 【答案】（1）球墨铸铁的抗拉强度通常高于灰铸铁。 （2）球墨铸铁在拉伸时具有较好的塑性，灰铸铁的伸长率通常很小。 （3）球墨铸铁拉断前可出现较明显的塑性变形，灰铸铁多为突然脆断。 【解析】两种铸铁拉伸性能的差异主要与石墨形态有关。球状石墨引起的应力集中较小，因此球墨铸铁的强度和塑性通常优于灰铸铁。 23. 低碳钢和铸铁的力学性质的主要区别是什么？ 【答案】（1）低碳钢拉伸时，断裂前有显著塑性变形，并有明显的屈服现象和缩颈现象；铸铁拉伸时塑性变形很小，通常无明显屈服现象和缩颈现象，常在较小变形时突然断裂。 （2）低碳钢在拉伸和压缩时的弹性模量相同，比例极限和屈服强度通常较接近，因此其抗拉、抗压能力较接近。铸铁的抗压强度显著高于抗拉强度，故铸铁等脆性材料宜用于承受压力的构件。 【解析】低碳钢属于塑性材料，拉伸曲线通常具有弹性、屈服、强化和颈缩等特征，断裂前塑性变形明显。铸铁属于脆性材料，拉伸时石墨等组织缺陷易形成应力集中，塑性变形小，通常没有明显屈服和缩颈，易突然断裂。低碳钢在拉、压状态下的弹性模量相同，比例极限和屈服强度通常接近，因此抗拉、抗压能力较接近；铸铁受石墨片状组织影响，抗拉强度远低于抗压强度，适合制造以承压为主的构件。 24. 简述铸铁拉伸（压缩）时的力学性能。 【答案】①铸铁拉伸时，拉伸曲线通常没有明显的直线部分和屈服阶段；应力达到抗拉强度附近时发生断裂，拉断前变形很小，通常无明显缩颈现象。②铸铁压缩时，试件在较小变形下通常发生断裂，断口与轴线约成角；其抗压强度通常为抗拉强度的4~5倍。 【解析】铸铁属于脆性材料，拉伸时塑性变形能力较差，拉伸曲线通常无明显屈服阶段，断裂前伸长和缩颈均不明显；当拉应力达到材料抗拉强度时，试样易突然断裂。铸铁受压时的抗压强度显著高于抗拉强度，压缩破坏主要与最大剪应力有关，因此断口通常与试样轴线约成角。灰铸铁的抗压强度一般约为抗拉强度的4~5倍。 三、计算题（本大题共2小题，每题5分，共10分） 25. 某灰铸铁标准拉伸试样的原始直径为20 mm，原始标距为100 mm。拉伸试验中，试样在拉力为62.8 kN时断裂，断后标距为100.6 mm。（1）计算试样横截面积。（2）计算该灰铸铁的抗拉强度。（3）计算断后伸长率，并说明该试样拉伸时表现出的塑性特点。 【答案】（1）试样横截面积为 。（2）抗拉强度为 ，约为200 MPa。（3）断后伸长率为 。试样断后伸长率较小，拉伸时塑性变形不明显，呈现脆性材料的特点。 【解析】A=π/4=314.16 mm2；σb=62 800/314.16=199.90 MPa，约200 MPa。δ=(100.6-100)/100×100%=0.6%。伸长率很小，表明塑性变形不明显，呈脆性特点。 26. 某设备的灰铸铁拉杆承受轴向拉力，拉杆危险截面为直径32 mm的圆形。已知该灰铸铁的抗拉强度为320 MPa，设计安全系数取4，拉杆实际承受的拉力为52 kN。 （1）计算拉杆危险截面的面积。 （2）计算拉杆的许用拉应力和允许承受的最大拉力。 （3）计算拉杆的实际拉应力，并判断该拉杆是否满足拉伸强度要求。 【答案】（1）危险截面面积为 A＝π／4＝3.14×322／4＝803.84 mm2，约为804.25 mm2。 （2）许用拉应力为［σ］＝320／4＝80 MPa。允许承受的最大拉力为 Fmax＝80×804.25＝64340 N，约为64.34 kN。 （3）实际拉应力为 σ＝52000／804.25＝64.66 MPa。实际拉应力小于许用拉应力80 MPa，因此该拉杆满足拉伸强度要求。 【解析】（1）圆形拉杆的危险截面面积按圆面积公式计算。 （2）许用拉应力由抗拉强度除以安全系数得到，再用许用拉应力乘截面积求允许拉力。 （3）实际拉应力由实际拉力除以截面积得到。由于64.66 MPa小于80 MPa，拉杆具有足够的拉伸强度。 四、综合应用题（本大题共4小题，共30分） 27.（5分）某铸造车间对一批灰铸铁试样进行拉伸试验。试样原始直径为20 mm，拉断时的最大载荷为62.8 kN。该批材料规定的最低抗拉强度为180 MPa。（1）计算该试样的抗拉强度。（2）判断该试样的抗拉强度是否符合要求。（3）说明灰铸铁拉伸断裂时的主要特点，并提出一项降低拉伸断裂风险的措施。 【答案】（1）试样原始截面积为。抗拉强度为。（2）该试样抗拉强度为200 MPa，大于规定的180 MPa，符合要求。（3）灰铸铁拉伸时塑性变形很小，达到最大载荷后常突然断裂，断口较平整。设计时应避免截面突变和尖角，以减小拉应力集中。 【解析】A=3.14×202/4=314 mm2，σb=62.8×103/314=200 MPa，高于最低要求180 MPa，符合规定。灰铸铁拉伸塑性小、常突然脆断且断口较平整；设计应避免尖角和截面突变，采用圆角过渡。 28.（5分）某铸件厂对灰铸铁机床床身材料进行力学性能抽检。拉伸试样直径为14 mm，断裂时最大拉力为36 kN；压缩试样直径为20 mm，达到最大载荷250 kN时出现明显斜向裂纹。该厂规定材料的抗拉强度不低于220 MPa，抗压强度不低于700 MPa，且抗压强度应不低于抗拉强度的3倍。（1）计算该灰铸铁试样的抗拉强度、抗压强度及抗压强度与抗拉强度的比值。（2）根据检验数据，判断该批灰铸铁材料是否符合该厂规定，并说明理由。（3）说明灰铸铁在拉伸和压缩时力学性能的主要差异，并提出铸件结构设计中应采取的一项改进措施。 【答案】（1）拉伸试样横截面积为 。抗拉强度为 。压缩试样横截面积为 。抗压强度为 。强度比值为 。（2）该批材料符合规定。抗拉强度234.0 MPa大于220 MPa，抗压强度796.2 MPa大于700 MPa，且抗压强度为抗拉强度的3.40倍，大于3倍。（3）灰铸铁抗拉强度较低，拉伸时塑性变形很小，常发生突然断裂；其抗压强度明显高于抗拉强度，压缩时可承受较大载荷后出现斜向裂纹。铸件结构应避免尖角和截面突变，采用圆角过渡以减小拉应力集中。 【解析】At=153.86 mm2，σb=36×103/153.86=234.0 MPa；Ac=314.0 mm2，σbc=250×103/314.0=796.2 MPa，强度比为3.40。三项指标均达要求。灰铸铁抗压明显高于抗拉，结构宜采用圆角过渡，避免应力集中。 29.（10分）某机床床身用灰铸铁制成，维修人员从同炉试样中加工直径为20 mm的圆柱压缩试样。试样压碎时的载荷为188.4 kN；同批材料拉伸试验测得抗拉强度为210 MPa。（1）计算该灰铸铁试样的抗压强度。（2）计算抗压强度与抗拉强度的比值，并判断该材料更适合承受拉伸载荷还是压缩载荷。（3）结合机床床身的受力特点，说明设计和使用中应注意的事项。 【答案】（1）试样横截面积为。抗压强度为。（2）强度比为。灰铸铁抗压强度约为抗拉强度的2.86倍，更适合承受压缩载荷。（3）床身应使主要载荷沿压缩方向传递，避免产生较大的弯曲拉应力；同时应避免尖角、薄弱截面和铸造缺陷造成应力集中。 【解析】A=3.14×202/4=314 mm2，σc=188.4×103/314=600 MPa。强度比σc/σb=600/210=2.86，故更适合承受压缩载荷。床身应使载荷沿压缩方向传递，避免弯曲拉应力、尖角、薄弱截面及铸造缺陷。 30.（10分）某压力机的铸铁压块为圆柱形，受压部位直径为32 mm，工作时最大压缩载荷为180 kN。该铸铁的抗压强度为680 MPa，设计规定安全系数不得小于2.5。若因安装错误，压块还可能受到100 kN的轴向拉力，该材料抗拉强度为220 MPa。（1）计算压块在最大压缩载荷下的压应力和实际安全系数。（2）判断压块在最大压缩载荷下是否满足安全要求；再判断其受到100 kN轴向拉力时是否满足安全要求。（3）针对该压块可能受拉的情况，提出两项改进措施。 【答案】（1）压块截面积为。压应力为。实际安全系数为。（2）实际安全系数3.04大于规定值2.5，受压时满足安全要求。受拉应力为。允许拉应力为，受拉应力大于允许拉应力，不满足安全要求。（3）调整安装结构，使压块主要承受压缩载荷；在可能受拉部位增设钢制拉杆或改用球墨铸铁等抗拉性能较好的材料。 【解析】A=3.14×322/4=803.84 mm2，压应力为180×103/803.84=223.93 MPa，安全系数680/223.93=3.04，满足要求。拉应力为124.41 MPa，大于许用值220/2.5=88 MPa，不满足要求。应避免受拉，并增设钢制拉杆或改用球墨铸铁。 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）机械制造类《机械基础》45分钟专题训练卷专辑，共220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机械制造类高考的学生。 与本专辑配套的还有山东省春季高考考试《机械制图》《金属加工基础》《钳工加工技术》《极限配合与技术测量》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）机械制造类 《机械基础》 项目十七：材料的力学性能 任务一：铸铁拉伸 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. 灰铸铁试样进行拉伸试验时，其断裂前的典型表现是（ ） A. 出现明显颈缩并持续延伸 B. 出现屈服平台后均匀变形 C. 塑性变形很小而突然断裂 D. 弹性变形后可完全恢复原状 2. 某铸铁圆试样原始直径为12 mm，拉伸时测得最大拉力为36 kN，其抗拉强度约为（ ） A. 254.6 MPa B. 286.5 MPa C. 318.3 MPa D. 360.0 MPa 3. 铸铁材料拉伸和低碳钢材料拉伸时，它们都会出现（ ） A. 屈服阶段 B. 弹性变形阶段 C. 强化阶段 D. 以上均不是 4. 灰铸铁标准拉伸试样在拉断前，试样工作段通常表现为（ ） A. 直径明显减小形成缩颈 B. 长度显著增加产生延伸 C. 截面近似保持原有尺寸 D. 表面发生大面积塑性流动 5. 牌号HT200中的数字“200”表示该材料的（ ） A. 最低屈服强度为200 MPa B. 最低抗拉强度为200 MPa C. 最低抗压强度为200 MPa D. 最低冲击韧度为200 J/cm2 6. 下列材料中，通常可视为脆性材料且在拉伸试验中无明显屈服现象的是（ ） A. 低碳钢 B. 合金钢 C. 铸铁 D. 铜 7. 球墨铸铁试样在拉伸过程中，与灰铸铁相比更可能出现的现象是（ ） A. 较早发生脆性断裂现象 B. 产生较明显的塑性变形 C. 保持完全相同的断裂形貌 D. 不承受任何轴向拉力 8. 灰铸铁与同基体钢相接近的力学性能指标是（ ） A. 塑性 B. 抗拉强度 C. 抗压强度 D. 冲击韧性 9. 灰铸铁圆杆承受轴向拉力直至断裂时，断口平面通常与杆轴线（ ） A. 大致平行并呈纤维状 B. 大致成并呈剪切状 C. 呈不规则波浪并无方向性 D. 大致垂直并较为平整 10. 下列材料中，弹性模量最大的是（ ） A. 木材 B. 铸铁 C. 铝合金 D. 钢材 11. 拉伸试验中，表征铸铁抵抗拉断能力的强度指标应按（ ）计算 A. 最大拉力除以原始横截面积 B. 最大拉力除以断后最小面积 C. 屈服拉力除以原始横截面积 D. 断裂拉力除以断后最小面积 12. 铸铁构件承受拉伸载荷时，工程设计中应重点防止的失效形式是（ ） A. 长期均匀塑性变形失效 B. 缓慢缩颈后的延性断裂 C. 反复弯曲后的表面磨损 D. 缺少预兆的脆性断裂 13. 某铸铁试样原始标距为50 mm，拉断后标距为50.4 mm，其断后伸长率为（ ） A. 0.4% B. 0.8% C. 1.2% D. 1.6% 14. 为减小灰铸铁受拉构件发生断裂的风险，结构设计中较合理的措施是（ ） A. 在截面变化处采用较大圆角过渡 B. 在截面变化处设置尖锐内角 C. 在受拉部位开设深窄沟槽 D. 在连接部位突然减小截面 15. 灰铸铁试样进行拉伸试验时，其受力变形过程通常表现为（ ） A. 弹性后出现明显屈服平台 B. 弹性后很快发生断裂破坏 C. 弹性后形成均匀强化阶段 D. 弹性后出现显著缩颈现象 16. 在材料牌号相同条件下，灰铸铁的抗压强度通常（ ） A. 小于抗拉强度且差别不大 B. 等于抗拉强度且同步变化 C. 高于抗拉强度且差别较大 D. 低于抗拉强度且易于断裂 17. 灰铸铁拉伸试样断裂后，断口平面通常与试样轴线（ ） A. 大致相互平行 B. 呈约斜向 C. 沿螺旋方向延伸 D. 大致相互垂直 18. 灰铸铁标准拉伸试样被拉断后，断口通常与试样轴线的关系是（ ） A. 与轴线近于垂直 B. 与轴线约成 C. 与轴线基本平行 D. 与轴线呈螺旋状 19. 某灰铸铁拉杆承受轴向拉力135 kN，横截面积为900 mm2，许用拉应力为160 MPa。该拉杆的强度校核结果是（ ） A. 实际拉应力150 MPa，满足强度要求 B. 实际拉应力150 MPa，不满足强度要求 C. 实际拉应力160 MPa，满足强度要求 D. 实际拉应力160 MPa，不满足强度要求 20. 某设备中，灰铸铁拉杆和压杆的横截面积均为500 mm2。拉杆承受拉力90 kN，材料抗拉强度为180 MPa；压杆承受压力150 kN，材料抗压强度为600 MPa。两构件的强度状态为（ ） A. 拉杆未达极限，压杆达到极限 B. 拉杆恰达极限，压杆未达极限 C. 拉杆超过极限，压杆恰达极限 D. 拉杆未达极限，压杆超过极限 二、简答题（本大题共4小题，每题5分，共20分） 21. 简述灰铸铁在拉伸试验中的主要力学性能特点。 22. 比较灰铸铁与球墨铸铁在拉伸性能方面的主要区别，写出3点。 23. 低碳钢和铸铁的力学性质的主要区别是什么？ 24. 简述铸铁拉伸（压缩）时的力学性能。 三、计算题（本大题共2小题，每题5分，共10分） 25. 某灰铸铁标准拉伸试样的原始直径为20 mm，原始标距为100 mm。拉伸试验中，试样在拉力为62.8 kN时断裂，断后标距为100.6 mm。（1）计算试样横截面积。（2）计算该灰铸铁的抗拉强度。（3）计算断后伸长率，并说明该试样拉伸时表现出的塑性特点。 26. 某设备的灰铸铁拉杆承受轴向拉力，拉杆危险截面为直径32 mm的圆形。已知该灰铸铁的抗拉强度为320 MPa，设计安全系数取4，拉杆实际承受的拉力为52 kN。 （1）计算拉杆危险截面的面积。 （2）计算拉杆的许用拉应力和允许承受的最大拉力。 （3）计算拉杆的实际拉应力，并判断该拉杆是否满足拉伸强度要求。 四、综合应用题（本大题共4小题，共30分） 27.（5分）某铸造车间对一批灰铸铁试样进行拉伸试验。试样原始直径为20 mm，拉断时的最大载荷为62.8 kN。该批材料规定的最低抗拉强度为180 MPa。（1）计算该试样的抗拉强度。（2）判断该试样的抗拉强度是否符合要求。（3）说明灰铸铁拉伸断裂时的主要特点，并提出一项降低拉伸断裂风险的措施。 28.（5分）某铸件厂对灰铸铁机床床身材料进行力学性能抽检。拉伸试样直径为14 mm，断裂时最大拉力为36 kN；压缩试样直径为20 mm，达到最大载荷250 kN时出现明显斜向裂纹。该厂规定材料的抗拉强度不低于220 MPa，抗压强度不低于700 MPa，且抗压强度应不低于抗拉强度的3倍。（1）计算该灰铸铁试样的抗拉强度、抗压强度及抗压强度与抗拉强度的比值。（2）根据检验数据，判断该批灰铸铁材料是否符合该厂规定，并说明理由。（3）说明灰铸铁在拉伸和压缩时力学性能的主要差异，并提出铸件结构设计中应采取的一项改进措施。 29.（10分）某机床床身用灰铸铁制成，维修人员从同炉试样中加工直径为20 mm的圆柱压缩试样。试样压碎时的载荷为188.4 kN；同批材料拉伸试验测得抗拉强度为210 MPa。（1）计算该灰铸铁试样的抗压强度。（2）计算抗压强度与抗拉强度的比值，并判断该材料更适合承受拉伸载荷还是压缩载荷。（3）结合机床床身的受力特点，说明设计和使用中应注意的事项。 30.（10分）某压力机的铸铁压块为圆柱形，受压部位直径为32 mm，工作时最大压缩载荷为180 kN。该铸铁的抗压强度为680 MPa，设计规定安全系数不得小于2.5。若因安装错误，压块还可能受到100 kN的轴向拉力，该材料抗拉强度为220 MPa。（1）计算压块在最大压缩载荷下的压应力和实际安全系数。（2）判断压块在最大压缩载荷下是否满足安全要求；再判断其受到100 kN轴向拉力时是否满足安全要求。（3）针对该压块可能受拉的情况，提出两项改进措施。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 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