山东省（春季高考）机电技术类 《机械基础》项目十七任务四 45分钟专题训练卷

山东省（春季高考）机电技术类《机械基础》45分钟专题训练卷专辑，共208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技术类理论知识，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技术类高考的学生。 与本专辑配套的还有山东省春季高考考试《机械制图》《液压与气压传动》《金属加工基础》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）机电技术类 《机械基础》 项目十七：工程材料 任务四：其他新型工程材料 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. 智能材料的应用领域包括以下哪些？（多选） A. 农业 B. 建筑 C. 医疗 D. 通信 【答案】A、B、C、D 【解析】智能材料能够感知外界环境变化并作出相应响应，应用范围较广。农业可用于智能灌溉、环境监测；建筑可用于结构健康监测和智能调光；医疗可用于智能假肢、药物控释等；通信可用于传感和电子通信器件。因此A、B、C、D均可选。 2. 隐身材料的主要应用领域是？（ ） A. 航空航天 B. 建筑工程 C. 电子设备 D. 医疗器械 【答案】A 【解析】隐身材料主要应用于军事领域，尤其是航空航天领域，用于减少飞行器在雷达等探测设备中的可探测性。 3. 某精密夹具需要在受热变形后自行恢复原有形状，宜选用的材料是（ ） A. 形状记忆合金材料 B. 碳纤维增强材料 C. 工程陶瓷材料 D. 光导纤维材料 【答案】A 【解析】形状记忆合金在一定温度条件下能够发生形状恢复，适用于需要热致回复功能的精密元件。碳纤维、工程陶瓷和光导纤维不具有这种形状记忆特性。 4. 复合材料是由两种或两种以上的材料组成，其特点是？（ ） A. 密度大 B. 耐腐蚀性差 C. 具有优异的综合性能 D. 价格低廉 【答案】C 【解析】复合材料由两种或两种以上的材料组成，具有优异的综合性能，如轻质、高强度、耐腐蚀等。 5. 制造要求质量轻、比强度高的机械臂构件时，较合适的材料是（ ） A. 玻璃纤维复合材料 B. 碳纤维复合材料 C. 氧化铝陶瓷材料 D. 硅橡胶弹性材料 【答案】B 【解析】碳纤维复合材料具有密度小、比强度高和比刚度高的特点，常用于轻量化机械结构。玻璃纤维复合材料强度较低，氧化铝陶瓷较脆，硅橡胶主要用于弹性密封。 6. 哪种功能材料在电子工业中作为基础材料，用于制造半导体器件（ ） A. 稀土永磁材料 B. 半导体材料 C. 生物传感器材料 D. 电池材料 【答案】B 【解析】半导体材料是电子工业的基础材料，可用于制造二极管、三极管、集成电路等半导体器件。故选B。 7. 利用________可以制造消防报警装置、电子设备过热报警器等（ ） A. 高温合金 B. 弥散强化合金 C. 难熔合金 D. 形状记忆合金 【答案】D 【解析】形状记忆材料是指具有形状记忆效应的材料，利用形状记忆合金可以制造消防报警装置、电子设备过热报警器等。 8. 某设备的耐磨导向部件需在高温环境下保持较高硬度，优先考虑采用（ ） A. 聚乙烯工程塑料 B. 聚四氟乙烯塑料 C. 氧化铝工程陶瓷 D. 丁腈橡胶材料 【答案】C 【解析】氧化铝工程陶瓷具有硬度高、耐磨性好和耐高温性能优良等特点，适合制作高温耐磨部件。工程塑料和橡胶材料的耐热性及高温硬度通常较低。 9. 纳米材料的尺寸通常在以下哪个范围内？（ ） A. 微米级 B. 毫米级 C. 纳米级 D. 厘米级 【答案】C 【解析】纳米材料的尺寸一般在纳米级别，即10^-9米左右，选项 C 正确。 10. 电冰箱、空调机外壳里的抗菌除味塑料是采用________制成的（ ） A. 形状记忆材料 B. 超导材料 C. 高温材料 D. 纳米材料 【答案】D 【解析】计算机在普遍采用纳米材料后可以缩小成为“掌上电脑”。纳米多功能塑料具有抗菌、除味、防腐、抗老化等特性，可用作电冰箱、空调外壳里的抗菌除味塑料。 11. 智能材料在能源领域的一个应用是（ ） A. 食品包装 B. 太阳能发电板 C. 航天材料 D. 包装箱 【答案】B 【解析】智能材料可应用于能源利用领域。例如，部分太阳能发电板可采用能够对光照条件作出响应的功能材料，提高光能利用效果。A食品包装、C航天材料和D包装箱均为宽泛类别，不能据此直接确定为能源领域应用，故选B。 12. 智能材料的特点是？（ ） A. 具有自我修复功能 B. 具有高强度 C. 具有高导电性 D. 具有高热稳定性 【答案】A 【解析】智能材料的特点是其具有自我修复、感知和响应等功能，能够根据外界条件自动调节其性能。 13. 碳纤维增强复合材料在以下哪个领域有重要应用（ ） A. 纺织 B. 航空航天 C. 饮料包装 D. 家具制造 【答案】B 【解析】碳纤维增强复合材料具有强度高、刚度大、质量轻等特点，广泛应用于航空航天领域，用于制造飞机、航天器等结构部件。故选B。 14. 超导材料的特点是？（ ） A. 高温下具有超导性 B. 低温下具有超导性 C. 具有高强度 D. 具有高硬度 【答案】B 【解析】超导材料的特点是在低温下（通常是接近绝对零度）具有超导性，即电阻为零。 15. 在机电设备中，利用光信号传输测量数据的连接介质通常采用（ ） A. 碳纤维增强材料 B. 形状记忆合金 C. 压电陶瓷材料 D. 光导纤维材料 【答案】D 【解析】光导纤维以光信号为载体传输信息，具有传输损耗小、抗电磁干扰能力强等特点。其余材料分别主要用于增强结构、形状恢复或机电转换。 16. 下列哪个材料不适合作为雷达吸波隐身材料？（ ） A. 铝合金 B. 铁氧体 C. 吸波复合材料 D. 雷达吸波涂层 【答案】A 【解析】雷达吸波隐身材料的主要作用是吸收或衰减入射雷达波，从而降低目标的雷达反射截面。铁氧体是典型的吸波材料；吸波复合材料通过基体与吸收剂复合可实现宽频吸波；雷达吸波涂层可直接涂覆于目标表面吸收雷达波，三者均可用于制备或构成雷达吸波隐身材料。铝合金属于金属材料，导电性好，对雷达波以反射为主，会增强目标的雷达回波，因而不适合作为雷达吸波隐身材料。所以选A。 17. 在机械工程中，隐身材料的主要目的是？（ ） A. 提高材料的强度 B. 提高材料的耐磨性 C. 降低材料的密度 D. 减少材料的雷达反射信号 【答案】D 【解析】隐身材料的主要目的是减少材料的雷达反射信号，提高飞行器等在雷达探测中的难度。 18. 下列关于压电陶瓷应用的说法，正确的是（ ） A. 可用于将机械振动转换为电信号 B. 可用于提高构件的耐腐蚀性能 C. 可用于传递大功率旋转运动 D. 可用于恢复受热后的原始形状 【答案】A 【解析】压电陶瓷具有压电效应，可在受力或振动时产生电信号，因此常用于传感器和换能器。耐腐蚀、传递旋转运动和形状恢复分别不是压电陶瓷的典型应用。 19. 国际上将处于________尺寸范围内的超微颗粒及其致密的聚集体，以及由纳米微晶所构成的材料统称为纳米材料（ ） A. 1~1000um B. 1~100 μm C. 1~1000nm D. 1~100nm 【答案】D 【解析】国际上将处于 1～100nm 尺寸范围内的超微颗粒及其致密的聚集体，以及由纳米微晶所构成的材料统称为纳米材料。 20. 纳米粒子是指直径为1 ~ 100 nm的超细粒子。由于表面效应和体积效应，其常有奇特的光、电、磁、热等性质，可开发为新型功能材料，有关纳米粒子的叙述中错误的是（ ） A. 因纳米粒子半径太小，故不能将其制成胶体 B. 一定条件下，纳米粒子可催化水的分解 C. 一定条件下，纳米TiO2陶瓷可任意弯曲，可塑性好 D. 纳米粒子半径小，表面活性高 【答案】A 【解析】纳米粒子的大小符合胶体粒子的特征，能将其制成胶体。 二、计算题（本大题共5小题，每题4分，共20分） 21. 某机床移动部件原采用钢制支架，体积为 ，钢的密度为 。现改用碳纤维增强复合材料支架，体积不变，复合材料密度为 。（1）计算钢制支架的质量。（2）计算改用碳纤维增强复合材料后减轻的质量及减重率。 【答案】（1）钢制支架的质量为 。（2）减轻的质量为 ，减重率约为 。 【解析】（1）钢制支架质量为：。（2）碳纤维增强复合材料支架质量为：。减轻的质量为：。减重率为：。 22. 某精密定位装置采用形状记忆合金丝作驱动元件。合金丝原长为 ，加热后可恢复的最大应变为 。装置要求驱动滑块移动 。（1）计算该合金丝加热后的最大恢复位移。（2）判断该合金丝能否满足滑块的位移要求，并说明余量。 【答案】（1）最大恢复位移为 。（2）能够满足要求，位移余量为 。 【解析】（1）。（2），余量为 ，因此可满足要求。 23. 某压电陶瓷力传感器用于冲压设备的压力检测，其电荷灵敏度为 。冲压时传感器测得输出电荷为 ，电荷放大器的转换系数为 。（1）计算冲压力的大小。（2）计算电荷放大器的输出电压。 【答案】（1）冲压力为 。（2）输出电压为 。 【解析】（1）。（2），。 24. 某设备外壳需采用纳米二氧化硅改性涂层防腐。外壳待涂面积为 ，设计干膜厚度为 ，涂层固化后的密度为 。施工损耗率按 计算。（1）计算理论所需涂层的质量。（2）计算考虑施工损耗后至少应配制的涂层质量。 【答案】（1）理论所需涂层质量为 。（2）至少应配制涂层 。 【解析】（1），。（2），实际配制量不得低于该值。 25. 某无人搬运车采用玻璃纤维增强复合材料面板替代铝合金面板。两种面板面积均为 ，厚度均为 。玻璃纤维增强复合材料的密度为 ，铝合金的密度为 。车辆每减轻 ，满载行驶 可节约电能 。（1）分别计算两种面板的质量。（2）计算更换面板后车辆减轻的质量。（3）计算车辆每行驶 可节约的电能。 【答案】（1）复合材料面板质量为 ，铝合金面板质量为 。（2）车辆减轻的质量为 。（3）每行驶 可节约电能 。 【解析】（1），质量分别为 和 。（2）减轻质量为 。（3）节约电能为 。 三、综合应用题（本大题共6小题，共40分） 26.（5分）某自动化设备采用碳纤维增强复合材料圆拉杆传递拉力。拉杆直径为 ，工作拉力为 ，该材料在规定工况下的许用拉应力为 。（1）计算拉杆横截面积及工作拉应力。（2）判断该拉杆在规定工况下是否满足强度要求。（3）说明采用碳纤维增强复合材料拉杆时，为避免连接部位失效应采取的措施。 【答案】（1）拉杆横截面积为 。工作拉应力为 。（2）工作拉应力小于许用拉应力，拉杆满足强度要求。（3）连接处应采用合理的金属连接件或胶接结构，增大受力面积；避免钻孔处纤维被切断，并防止应力集中。 【解析】（1）先由直径求横截面积，再将拉力换算为牛后计算应力。（2）材料工作应力不超过许用应力时，强度满足要求。（3）复合材料横向及层间强度较低，连接设计应减小局部集中载荷。 27.（5分）某自动化生产线的搬运机械臂原采用铝合金制作前臂，现拟改用碳纤维增强复合材料制作。前臂实体体积为 ，碳纤维增强复合材料的密度为 ，铝合金的密度为 。机械臂驱动系统允许前臂质量不超过 5.00 kg。（1）分别计算两种材料制作前臂时的质量，并计算改用碳纤维增强复合材料后的减重率。（2）判断两种材料制作的前臂是否均满足驱动系统的质量要求。（3）说明采用碳纤维增强复合材料制作机械臂前臂时，应重点关注的两项问题。 【答案】（1）碳纤维增强复合材料前臂质量为 。铝合金前臂质量为 。减重率为 。（2）碳纤维增强复合材料前臂质量为 3.84 kg，满足要求；铝合金前臂质量为 6.48 kg，不满足要求。（3）应根据受力方向合理布置纤维铺层，避免层间受力不足；应采用适当的连接和防护措施，防止连接部位分层、吸湿或表面损伤。 【解析】（1）先由密度和体积求质量，再以铝合金质量为基准计算减重率。（2）将材料前臂质量与 5.00 kg 的允许值比较即可判断。（3）复合材料具有各向异性，连接和铺层设计直接影响构件强度与使用寿命。 28.（5分）某精密分拣装置使用镍钛形状记忆合金丝驱动挡料机构。合金丝长度为 ，直径为 ，加热后最大回复应变为 ，回复应力按 计算。挡料机构完成一次动作至少需要位移 。（1）计算合金丝的最大回复位移和理论最大回复力。（2）判断该合金丝能否满足挡料机构的位移要求。（3）为提高装置连续工作的可靠性，说明使用形状记忆合金丝时应注意的两项措施。 【答案】（1）最大回复位移为 。合金丝截面积为 。理论最大回复力为 。（2）最大回复位移为 ，大于所需位移 ，能够满足位移要求。（3）应控制加热温度和通电时间，避免合金丝过热；应设置散热或冷却条件，并避免超过规定回复应变反复拉伸。 【解析】（1）回复位移由应变和原始长度计算，回复力需先求截面积。（2）将实际可获得位移与机构要求比较即可判断。（3）温度控制和循环变形控制可减缓性能衰减与疲劳断裂。 29.（5分）某精密分拣装置采用镍钛形状记忆合金丝作为夹爪驱动元件。记忆合金丝直径为 0.80 mm，通电长度为 0.50 m，电阻率为 。控制电源电压为 3.0 V，驱动电路允许的最大工作电流为 2.5 A。（1）计算该记忆合金丝的横截面积、电阻和通电电流。（2）判断该合金丝能否直接接入 3.0 V 电源工作。（3）为使夹爪可靠动作且不超过驱动电路允许电流，提出两项可行的改进措施。 【答案】（1）横截面积为 。电阻为 。通电电流为 。（2）不能直接接入。工作电流为 3.0 A，超过驱动电路允许的最大电流 2.5 A。（3）可降低供电电压或采用脉宽调制方式限流；可适当增加合金丝有效长度或减小合金丝直径，以增大电阻并降低电流。 【解析】（1）先根据直径求横截面积，再由电阻率求电阻，最后利用欧姆定律求电流。（2）记忆合金丝的工作电流超过驱动电路限值，会造成电路过载。（3）限流时还应保证合金丝能达到相变温度，确保夹爪具有足够驱动力。 30.（10分）某高速数控磨床拟将主轴钢制滚动体更换为氮化硅陶瓷球。每个钢球和陶瓷球的直径均为 ，主轴中共有 个球。钢的密度为 ，氮化硅陶瓷的密度为 。（1）计算采用氮化硅陶瓷球后，60个滚动体的总质量及比钢球减轻的质量。（2）结合氮化硅陶瓷的性能，判断其是否适用于高速主轴滚动体，并说明理由。（3）针对氮化硅陶瓷脆性较大的特点，说明装配和使用中应采取的措施。 【答案】（1）球的半径为 。单个球体积为 。60个氮化硅陶瓷球的总质量为 。60个钢球的总质量为 。减轻质量为 。（2）适用。氮化硅陶瓷密度小、硬度高、耐磨性好、耐热性较好，可降低高速旋转部件的惯性并减小磨损。（3）装配时应防止碰撞和局部冲击；应保证滚道清洁、润滑良好，并避免超载和安装偏斜。 【解析】（1）先将球直径换算为半径：。单个球体积为 。氮化硅陶瓷球总质量为 ；钢球总质量为 ，故减轻质量为 。（2）高速主轴要求滚动体质量小、耐磨且耐热，氮化硅陶瓷具有密度低、硬度高、耐磨和耐热性较好的特点，因此适用。（3）氮化硅陶瓷脆性较大、抗冲击能力较弱，装配和使用时应避免碰撞、偏载和超载，并保持滚道清洁及润滑良好。 31.（10分）某高速数控机床主轴拟采用氮化硅陶瓷球与钢制内、外圈组成混合陶瓷轴承。已知氮化硅球直径为 10 mm，密度为 ；同尺寸钢球密度为 。轴承节圆半径为 40 mm，主轴转速为 12000 r/min，假设钢球与陶瓷球的运动速度相同。（1）计算一个氮化硅球的质量、圆周运动速度和离心力。（2）计算同尺寸钢球的离心力，并比较两者大小。（3）说明高速主轴采用氮化硅陶瓷球的两项主要优点。 【答案】（1）氮化硅球半径为 。球体体积为 。氮化硅球质量为 。圆周运动速度为 。离心力为 （约 105.4 N）。（2）钢球质量为 。钢球离心力为 （约 257.5 N）。钢球离心力约为氮化硅球的 倍，即与两者密度比 一致，氮化硅球的离心力明显较小。（3）氮化硅球密度较小，可减小高速运转时的离心力和轴承发热；氮化硅具有较高硬度、耐磨性和电绝缘性，有利于提高主轴精度和使用寿命。 【解析】（1）球半径为 ，其体积为 ，故氮化硅球质量为 。节圆半径 ，转速 ，圆周速度为 。代入向心力（离心力）公式 ，得氮化硅球离心力 （约 105.4 N）。（2）同尺寸钢球体积相同，质量为 。在运动速度和节圆半径相同的条件下，离心力与质量成正比，钢球离心力 （约 257.5 N），约为氮化硅球的 倍，说明钢球离心力明显大于陶瓷球。（3）氮化硅陶瓷球密度低，可减小离心力、轴承载荷和发热；其硬度高、耐磨且具有电绝缘性，有利于提高高速主轴的精度和使用寿命。 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）机电技术类《机械基础》45分钟专题训练卷专辑，共208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技术类理论知识，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技术类高考的学生。 与本专辑配套的还有山东省春季高考考试《机械制图》《液压与气压传动》《金属加工基础》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）机电技术类 《机械基础》 项目十七：工程材料 任务四：其他新型工程材料 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. 智能材料的应用领域包括以下哪些？（多选） A. 农业 B. 建筑 C. 医疗 D. 通信 2. 隐身材料的主要应用领域是？（ ） A. 航空航天 B. 建筑工程 C. 电子设备 D. 医疗器械 3. 某精密夹具需要在受热变形后自行恢复原有形状，宜选用的材料是（ ） A. 形状记忆合金材料 B. 碳纤维增强材料 C. 工程陶瓷材料 D. 光导纤维材料 4. 复合材料是由两种或两种以上的材料组成，其特点是？（ ） A. 密度大 B. 耐腐蚀性差 C. 具有优异的综合性能 D. 价格低廉 5. 制造要求质量轻、比强度高的机械臂构件时，较合适的材料是（ ） A. 玻璃纤维复合材料 B. 碳纤维复合材料 C. 氧化铝陶瓷材料 D. 硅橡胶弹性材料 6. 哪种功能材料在电子工业中作为基础材料，用于制造半导体器件（ ） A. 稀土永磁材料 B. 半导体材料 C. 生物传感器材料 D. 电池材料 7. 利用________可以制造消防报警装置、电子设备过热报警器等（ ） A. 高温合金 B. 弥散强化合金 C. 难熔合金 D. 形状记忆合金 8. 某设备的耐磨导向部件需在高温环境下保持较高硬度，优先考虑采用（ ） A. 聚乙烯工程塑料 B. 聚四氟乙烯塑料 C. 氧化铝工程陶瓷 D. 丁腈橡胶材料 9. 纳米材料的尺寸通常在以下哪个范围内？（ ） A. 微米级 B. 毫米级 C. 纳米级 D. 厘米级 10. 电冰箱、空调机外壳里的抗菌除味塑料是采用________制成的（ ） A. 形状记忆材料 B. 超导材料 C. 高温材料 D. 纳米材料 11. 智能材料在能源领域的一个应用是（ ） A. 食品包装 B. 太阳能发电板 C. 航天材料 D. 包装箱 12. 智能材料的特点是？（ ） A. 具有自我修复功能 B. 具有高强度 C. 具有高导电性 D. 具有高热稳定性 13. 碳纤维增强复合材料在以下哪个领域有重要应用（ ） A. 纺织 B. 航空航天 C. 饮料包装 D. 家具制造 14. 超导材料的特点是？（ ） A. 高温下具有超导性 B. 低温下具有超导性 C. 具有高强度 D. 具有高硬度 15. 在机电设备中，利用光信号传输测量数据的连接介质通常采用（ ） A. 碳纤维增强材料 B. 形状记忆合金 C. 压电陶瓷材料 D. 光导纤维材料 16. 下列哪个材料不适合作为雷达吸波隐身材料？（ ） A. 铝合金 B. 铁氧体 C. 吸波复合材料 D. 雷达吸波涂层 17. 在机械工程中，隐身材料的主要目的是？（ ） A. 提高材料的强度 B. 提高材料的耐磨性 C. 降低材料的密度 D. 减少材料的雷达反射信号 18. 下列关于压电陶瓷应用的说法，正确的是（ ） A. 可用于将机械振动转换为电信号 B. 可用于提高构件的耐腐蚀性能 C. 可用于传递大功率旋转运动 D. 可用于恢复受热后的原始形状 19. 国际上将处于________尺寸范围内的超微颗粒及其致密的聚集体，以及由纳米微晶所构成的材料统称为纳米材料（ ） A. 1~1000um B. 1~100 μm C. 1~1000nm D. 1~100nm 20. 纳米粒子是指直径为1 ~ 100 nm的超细粒子。由于表面效应和体积效应，其常有奇特的光、电、磁、热等性质，可开发为新型功能材料，有关纳米粒子的叙述中错误的是（ ） A. 因纳米粒子半径太小，故不能将其制成胶体 B. 一定条件下，纳米粒子可催化水的分解 C. 一定条件下，纳米TiO2陶瓷可任意弯曲，可塑性好 D. 纳米粒子半径小，表面活性高 二、计算题（本大题共5小题，每题4分，共20分） 21. 某机床移动部件原采用钢制支架，体积为 ，钢的密度为 。现改用碳纤维增强复合材料支架，体积不变，复合材料密度为 。（1）计算钢制支架的质量。（2）计算改用碳纤维增强复合材料后减轻的质量及减重率。 22. 某精密定位装置采用形状记忆合金丝作驱动元件。合金丝原长为 ，加热后可恢复的最大应变为 。装置要求驱动滑块移动 。（1）计算该合金丝加热后的最大恢复位移。（2）判断该合金丝能否满足滑块的位移要求，并说明余量。 23. 某压电陶瓷力传感器用于冲压设备的压力检测，其电荷灵敏度为 。冲压时传感器测得输出电荷为 ，电荷放大器的转换系数为 。（1）计算冲压力的大小。（2）计算电荷放大器的输出电压。 24. 某设备外壳需采用纳米二氧化硅改性涂层防腐。外壳待涂面积为 ，设计干膜厚度为 ，涂层固化后的密度为 。施工损耗率按 计算。（1）计算理论所需涂层的质量。（2）计算考虑施工损耗后至少应配制的涂层质量。 25. 某无人搬运车采用玻璃纤维增强复合材料面板替代铝合金面板。两种面板面积均为 ，厚度均为 。玻璃纤维增强复合材料的密度为 ，铝合金的密度为 。车辆每减轻 ，满载行驶 可节约电能 。（1）分别计算两种面板的质量。（2）计算更换面板后车辆减轻的质量。（3）计算车辆每行驶 可节约的电能。 三、综合应用题（本大题共6小题，共40分） 26.（5分）某自动化设备采用碳纤维增强复合材料圆拉杆传递拉力。拉杆直径为 ，工作拉力为 ，该材料在规定工况下的许用拉应力为 。（1）计算拉杆横截面积及工作拉应力。（2）判断该拉杆在规定工况下是否满足强度要求。（3）说明采用碳纤维增强复合材料拉杆时，为避免连接部位失效应采取的措施。 27.（5分）某自动化生产线的搬运机械臂原采用铝合金制作前臂，现拟改用碳纤维增强复合材料制作。前臂实体体积为 ，碳纤维增强复合材料的密度为 ，铝合金的密度为 。机械臂驱动系统允许前臂质量不超过 5.00 kg。（1）分别计算两种材料制作前臂时的质量，并计算改用碳纤维增强复合材料后的减重率。（2）判断两种材料制作的前臂是否均满足驱动系统的质量要求。（3）说明采用碳纤维增强复合材料制作机械臂前臂时，应重点关注的两项问题。 28.（5分）某精密分拣装置使用镍钛形状记忆合金丝驱动挡料机构。合金丝长度为 ，直径为 ，加热后最大回复应变为 ，回复应力按 计算。挡料机构完成一次动作至少需要位移 。（1）计算合金丝的最大回复位移和理论最大回复力。（2）判断该合金丝能否满足挡料机构的位移要求。（3）为提高装置连续工作的可靠性，说明使用形状记忆合金丝时应注意的两项措施。 29.（5分）某精密分拣装置采用镍钛形状记忆合金丝作为夹爪驱动元件。记忆合金丝直径为 0.80 mm，通电长度为 0.50 m，电阻率为 。控制电源电压为 3.0 V，驱动电路允许的最大工作电流为 2.5 A。（1）计算该记忆合金丝的横截面积、电阻和通电电流。（2）判断该合金丝能否直接接入 3.0 V 电源工作。（3）为使夹爪可靠动作且不超过驱动电路允许电流，提出两项可行的改进措施。 30.（10分）某高速数控磨床拟将主轴钢制滚动体更换为氮化硅陶瓷球。每个钢球和陶瓷球的直径均为 ，主轴中共有 个球。钢的密度为 ，氮化硅陶瓷的密度为 。（1）计算采用氮化硅陶瓷球后，60个滚动体的总质量及比钢球减轻的质量。（2）结合氮化硅陶瓷的性能，判断其是否适用于高速主轴滚动体，并说明理由。（3）针对氮化硅陶瓷脆性较大的特点，说明装配和使用中应采取的措施。 31.（10分）某高速数控机床主轴拟采用氮化硅陶瓷球与钢制内、外圈组成混合陶瓷轴承。已知氮化硅球直径为 10 mm，密度为 ；同尺寸钢球密度为 。轴承节圆半径为 40 mm，主轴转速为 12000 r/min，假设钢球与陶瓷球的运动速度相同。（1）计算一个氮化硅球的质量、圆周运动速度和离心力。（2）计算同尺寸钢球的离心力，并比较两者大小。（3）说明高速主轴采用氮化硅陶瓷球的两项主要优点。 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 $