山东省（春季高考）机电技术类 《机械基础》项目十八任务四 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》 项目十八：材料的力学性能 任务四：低碳钢拉伸 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. 在试样拉伸试验中，试样拉断前所能承受的最大应力，称为（ ） A. 屈服极限 B. 抗拉强度极限 C. 弹性极限 D. 工作应力 2. 金属材料的屈服强度是指什么（ ） A. 材料开始发生塑性变形时的应力 B. 材料发生断裂时的应力 C. 材料的弹性模量 D. 材料的硬度 3. 低碳钢拉伸试验中，试样卸载后不能恢复的伸长变形称为（ ） A. 弹性变形 B. 塑性变形 C. 弹性模量 D. 断后伸长 4. 用低碳钢做拉伸实验时，强度极限指标为（ ） A. 50MPa B. 200MPa C. 240MPa D. 400MPa 5. 低碳钢拉伸试验中，出现屈服现象的阶段是（ ） A. 弹性阶段 B. 屈服阶段 C. 强化阶段 D. 缩颈阶段 6. 在拉伸试验中，所用载荷是（ ） A. 交变载荷 B. 静载荷 C. 冲击载荷 D. 突变载荷 7. 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 8. 在拉伸试验时，当测力指针不动或回摆，说明材料出现_______现象。（ ） A. 强化 B. 缩颈 C. 屈服 D. 拉断 9. 拉伸试验中，试样拉断前的最大应力称为（ ） A. 屈服强度 B. 抗拉强度 C. 弹性极限 D. 比例极限 10. 低碳钢标准拉伸试样在拉伸过程中，载荷基本不增加而伸长明显增大的阶段是（ ） A. 弹性变形阶段 B. 屈服变形阶段 C. 强化变形阶段 D. 颈缩变形阶段 11. 机械零件只能工作在（ ） A. 弹性变形阶段 B. 屈服阶段 C. 强化阶段 D. 缩颈阶段 12. 根据拉伸试验过程中拉伸试验力和伸长量关系，画出的力一伸长曲线（拉伸图）可以确定出金属的（ ） A. 强度和硬度 B. 强度和塑性 C. 强度和韧性 D. 塑性和韧性 13. 退火低碳钢拉伸过程的正确顺序是（ ） A. 弹性变形阶段一屈服阶段一变形强化阶段一缩颈与断裂阶段 B. 屈服阶段—变形强化阶段一弹性变形阶段—缩颈与断裂阶段 C. 变形强化阶段—缩颈与断裂阶段一屈服阶段一弹性变形阶段 D. 缩颈与断裂阶段—变形强化阶段—屈服阶段—弹性变形阶段 14. 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 15. 低碳钢试样拉断后，用断裂后的标距长度与原始标距长度之差评价的塑性指标是（ ） A. 抗拉强度 B. 屈服强度 C. 断后伸长率 D. 断面收缩率 16. 用低碳钢做拉伸实验时，弹性极限指标为（ ） A. 50MPa B. 200MPa C. 240MPa D. 400MPa 17. 低碳钢棒料拉伸试验过程中，最大拉伸力出现在（ ） A. 弹性变形阶段 B. 屈服阶段 C. 变形强化阶段 D. 缩颈与断裂阶段 18. 在作低碳钢拉伸试验时，应力与应变成正比，该阶段属于（ ） A. 弹性阶段 B. 屈服阶段 C. 强化阶段 D. 缩颈阶段 19. 拉伸试验时，试样拉断前能承受的最大应力称为材料的（ ） A. 屈服点 B. 抗拉强度 C. 弹性极限 D. 屈服极限 20. 做拉伸试验时，试样拉断前能承受的最大应力称为材料的（ ） A. 抗拉强度 B. 弹性极限 C. 屈服点 D. 硬度 二、计算题（本大题共5小题，每题4分，共20分） 21. 某低碳钢圆试样原始直径为 12 mm，在拉伸试验中承受的拉力为 16.5 kN。已知该材料的许用拉应力为 160 MPa。（1）计算试样横截面积。（2）计算试样此时的拉应力。（3）判断该试样在此拉力下是否满足强度要求。 22. 一根低碳钢拉伸试样的原始标距为 50 mm，拉断后的标距为 64 mm；原始直径为 10 mm，断口处最小直径为 8 mm。（1）计算试样的断后伸长率。（2）计算试样的断面收缩率。 23. 某低碳钢圆试样原始直径为 10 mm，原始标距为 100 mm。在弹性阶段受到 12.0 kN 拉力时，材料的弹性模量为 210 GPa。（1）计算试样受到的拉应力。（2）计算试样的弹性应变。（3）计算标距部分的弹性伸长量。 24. 一根低碳钢圆柱拉伸试样的原始直径为10 mm，原始标距为50 mm。拉力达到18.84 kN时，标距测得为50.06 mm。已知该材料的弹性模量为200 GPa。 （1）计算此时试样的工程拉应力。 （2）计算试样的工程拉应变。 （3）计算该载荷下的理论弹性伸长量，并判断试样是否已产生塑性变形。 25. 某批低碳钢圆试样进行力学性能检验。拉伸试样原始直径为 10 mm，原始标距为 50 mm，下屈服载荷为 20.4 kN，最大拉力为 35.3 kN，拉断后标距为 65 mm，断口最小直径为 7.8 mm。该批钢材技术要求为：下屈服强度不低于 250 MPa，抗拉强度不低于 430 MPa，断后伸长率不低于 25%。（1）计算该试样的下屈服强度和抗拉强度。（2）计算该试样的断后伸长率和断面收缩率。（3）判断该试样是否满足技术要求，并说明低碳钢拉伸断裂前出现缩颈的原因。 三、综合应用题（本大题共6小题，共40分） 26.（5分）某机械制造企业对一批低碳钢圆棒进行拉伸试验。试样原始直径为 10 mm，原始标距为 50 mm；测得下屈服力为 18.85 kN，最大拉力为 31.42 kN，断后标距为 63 mm。（1）计算该试样的下屈服强度、抗拉强度和断后伸长率。（2）若该批材料技术要求为下屈服强度不低于 235 MPa、断后伸长率不低于 25%，判断该试样是否合格。（3）说明拉伸试验中试样断裂前出现明显缩颈现象所反映的力学性能。 27.（5分）某机械制造企业对一批低碳钢圆试样进行拉伸试验。试样原始直径为10 mm，标距为50 mm，测得屈服载荷为24 kN，最大载荷为36 kN。试样拉断后，标距长度为63 mm。（1）计算试样的原始横截面积、屈服强度和抗拉强度。（2）计算试样的断后伸长率，并判断该试样的塑性是否较好。（3）说明低碳钢拉伸试验中出现屈服现象后，继续加载时试样将发生的主要变化。 28.（5分）某机械维修实训室对低碳钢圆柱拉伸试样进行检测。试样原始直径为12 mm，原始标距为60 mm。拉力增至28.26 kN时，标距长度为60.12 mm；继续加载至断裂后，断后标距长度为75 mm。该材料的下屈服强度为235 MPa。 （1）计算拉力为28.26 kN时的工程拉应力和工程拉应变。 （2）判断该载荷下试样是否已越过下屈服阶段，并说明依据。 （3）计算断后伸长率，并说明该指标反映的材料性能。 29.（5分）某制造企业抽检一批低碳钢拉杆材料。标准试样的原始直径为8 mm，原始标距为40 mm。试验记录显示，最大拉力为20.10 kN，断裂后标距为50 mm，断口处最小直径为5.6 mm。 （1）计算该试样的抗拉强度。 （2）计算该试样的断后伸长率和断面收缩率。 （3）若技术要求规定断后伸长率不得低于20%，断面收缩率不得低于45%，判断该试样是否合格，并说明判断依据。 30.（10分）某装配工位使用低碳钢圆杆制作受拉连接杆。连接杆工作段直径为9 mm，承受的最大轴向拉力为16 kN。材料拉伸试验测得屈服强度为250 MPa，设计规定许用拉应力取屈服强度的50%。 （1）计算连接杆的实际工作拉应力和许用拉应力。 （2）判断现有连接杆是否满足强度要求。 （3）若通过增大工作段直径满足要求，计算所需最小直径，并说明实际选用直径时应考虑的一项因素。 31.（10分）某设备制造企业拟采用低碳钢圆杆制作吊装工装的拉杆。拉杆直径为14 mm，低碳钢屈服强度为250 MPa，设计安全系数为1.8。工装实际承受的最大静拉力为18 kN，拉杆有效长度为800 mm。（1）计算拉杆的横截面积、许用应力和许用拉力。（2）判断该拉杆能否满足静强度要求。（3）若拉杆在使用中出现明显颈缩，应分析其受力状态，并说明应采取的处理措施。 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 $ 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》 项目十八：材料的力学性能 任务四：低碳钢拉伸 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. 在试样拉伸试验中，试样拉断前所能承受的最大应力，称为（ ） A. 屈服极限 B. 抗拉强度极限 C. 弹性极限 D. 工作应力 【答案】B 【解析】试样拉断前所能承受的最大应力称为抗拉强度极限，故选B。 2. 金属材料的屈服强度是指什么（ ） A. 材料开始发生塑性变形时的应力 B. 材料发生断裂时的应力 C. 材料的弹性模量 D. 材料的硬度 【答案】A 【解析】屈服强度是材料在受到外力作用时，从弹性变形转变为塑性变形的临界应力。 3. 低碳钢拉伸试验中，试样卸载后不能恢复的伸长变形称为（ ） A. 弹性变形 B. 塑性变形 C. 弹性模量 D. 断后伸长 【答案】B 【解析】低碳钢受拉超过屈服阶段后会产生永久变形，卸载后仍保留的这部分变形称为塑性变形。 4. 用低碳钢做拉伸实验时，强度极限指标为（ ） A. 50MPa B. 200MPa C. 240MPa D. 400MPa 【答案】D 【解析】低碳钢的抗拉强度通常约为400MPa至500MPa。四个选项中，400MPa符合低碳钢的强度极限指标，因此选D。 5. 低碳钢拉伸试验中，出现屈服现象的阶段是（ ） A. 弹性阶段 B. 屈服阶段 C. 强化阶段 D. 缩颈阶段 【答案】B 【解析】低碳钢在拉伸过程中，载荷基本不增加而变形明显增大的现象发生在屈服阶段，故选B。 6. 在拉伸试验中，所用载荷是（ ） A. 交变载荷 B. 静载荷 C. 冲击载荷 D. 突变载荷 【答案】B 【解析】拉伸试验中载荷是缓慢、平稳施加的，属于静载荷，故选B。 7. 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 8. 在拉伸试验时，当测力指针不动或回摆，说明材料出现_______现象。（ ） A. 强化 B. 缩颈 C. 屈服 D. 拉断 【答案】C 【解析】拉伸过程中测力指针不动或回摆，表明载荷不增加甚至略有下降而试样仍继续伸长，说明材料出现屈服现象，故选C。 9. 拉伸试验中，试样拉断前的最大应力称为（ ） A. 屈服强度 B. 抗拉强度 C. 弹性极限 D. 比例极限 【答案】B 【解析】试样拉断前所承受的最大应力称为抗拉强度，故选B。 10. 低碳钢标准拉伸试样在拉伸过程中，载荷基本不增加而伸长明显增大的阶段是（ ） A. 弹性变形阶段 B. 屈服变形阶段 C. 强化变形阶段 D. 颈缩变形阶段 【答案】B 【解析】低碳钢进入屈服阶段后，材料在载荷变化较小的条件下会产生较明显的塑性伸长，这是其拉伸曲线的典型特征。 11. 机械零件只能工作在（ ） A. 弹性变形阶段 B. 屈服阶段 C. 强化阶段 D. 缩颈阶段 【答案】A 【解析】机械零件正常工作时应避免发生永久变形，通常只能工作在弹性变形阶段，故选A。 12. 根据拉伸试验过程中拉伸试验力和伸长量关系，画出的力一伸长曲线（拉伸图）可以确定出金属的（ ） A. 强度和硬度 B. 强度和塑性 C. 强度和韧性 D. 塑性和韧性 【答案】B 【解析】根据拉伸试验过程中拉伸试验力和伸长量关系，画出的力一伸长曲线（拉伸图）可以确定出金属的强度和塑性 13. 退火低碳钢拉伸过程的正确顺序是（ ） A. 弹性变形阶段一屈服阶段一变形强化阶段一缩颈与断裂阶段 B. 屈服阶段—变形强化阶段一弹性变形阶段—缩颈与断裂阶段 C. 变形强化阶段—缩颈与断裂阶段一屈服阶段一弹性变形阶段 D. 缩颈与断裂阶段—变形强化阶段—屈服阶段—弹性变形阶段 【答案】A 【解析】退火低碳钢拉伸过程依次经历弹性变形、屈服、变形强化、缩颈与断裂阶段，故选A。 14. 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。 15. 低碳钢试样拉断后，用断裂后的标距长度与原始标距长度之差评价的塑性指标是（ ） A. 抗拉强度 B. 屈服强度 C. 断后伸长率 D. 断面收缩率 【答案】C 【解析】断后伸长率反映试样标距段拉断后的永久伸长程度，是评价低碳钢塑性的常用指标。断面收缩率则依据断口处横截面积的减小量计算。 16. 用低碳钢做拉伸实验时，弹性极限指标为（ ） A. 50MPa B. 200MPa C. 240MPa D. 400MPa 【答案】B 【解析】低碳钢的弹性极限通常约为200MPa，故选B。 17. 低碳钢棒料拉伸试验过程中，最大拉伸力出现在（ ） A. 弹性变形阶段 B. 屈服阶段 C. 变形强化阶段 D. 缩颈与断裂阶段 【答案】C 【解析】低碳钢在变形强化阶段，随着塑性变形增加，承受的拉伸力继续增大，最大拉伸力出现在强化阶段末，故选C。 18. 在作低碳钢拉伸试验时，应力与应变成正比，该阶段属于（ ） A. 弹性阶段 B. 屈服阶段 C. 强化阶段 D. 缩颈阶段 【答案】A 【解析】应力与应变成正比符合胡克定律，材料处于弹性阶段，故选A。 19. 拉伸试验时，试样拉断前能承受的最大应力称为材料的（ ） A. 屈服点 B. 抗拉强度 C. 弹性极限 D. 屈服极限 【答案】B 【解析】试样拉断前能承受的最大应力称为材料的抗拉强度，故选B。 20. 做拉伸试验时，试样拉断前能承受的最大应力称为材料的（ ） A. 抗拉强度 B. 弹性极限 C. 屈服点 D. 硬度 【答案】A 【解析】试样拉断前能承受的最大应力称为材料的抗拉强度，故选A。 二、计算题（本大题共5小题，每题4分，共20分） 21. 某低碳钢圆试样原始直径为 12 mm，在拉伸试验中承受的拉力为 16.5 kN。已知该材料的许用拉应力为 160 MPa。（1）计算试样横截面积。（2）计算试样此时的拉应力。（3）判断该试样在此拉力下是否满足强度要求。 【答案】（1）试样横截面积为 。（2）拉应力为 。（3）145.96 MPa 小于 160 MPa，满足强度要求。 【解析】圆截面面积由直径计算，再用拉力除以原始横截面积求工程应力。计算应力低于许用应力，试样处于允许受力范围内。 22. 一根低碳钢拉伸试样的原始标距为 50 mm，拉断后的标距为 64 mm；原始直径为 10 mm，断口处最小直径为 8 mm。（1）计算试样的断后伸长率。（2）计算试样的断面收缩率。 【答案】（1）断后伸长率为 。（2）原始截面积为 。断口最小截面积为 。断面收缩率为 。 【解析】断后伸长率反映标距长度的塑性变形能力，断面收缩率反映断口附近的局部塑性变形能力。两项指标均用于评价低碳钢的塑性。 23. 某低碳钢圆试样原始直径为 10 mm，原始标距为 100 mm。在弹性阶段受到 12.0 kN 拉力时，材料的弹性模量为 210 GPa。（1）计算试样受到的拉应力。（2）计算试样的弹性应变。（3）计算标距部分的弹性伸长量。 【答案】（1）试样横截面积为 。拉应力为 。（2）弹性应变为 。（3）弹性伸长量为 。 【解析】在弹性阶段，应力与应变符合胡克定律。卸除拉力后，计算得到的弹性伸长量能够基本恢复。 24. 一根低碳钢圆柱拉伸试样的原始直径为10 mm，原始标距为50 mm。拉力达到18.84 kN时，标距测得为50.06 mm。已知该材料的弹性模量为200 GPa。 （1）计算此时试样的工程拉应力。 （2）计算试样的工程拉应变。 （3）计算该载荷下的理论弹性伸长量，并判断试样是否已产生塑性变形。 【答案】（1）原始横截面积为78.5 mm2，工程拉应力为240 MPa。 （2）工程拉应变为0.0012，即0.12%。 （3）理论弹性应变为0.0012，理论弹性伸长量为0.06 mm。实测伸长量也是0.06 mm，因此可判断试样在该载荷下尚未产生可测的塑性变形。 【解析】（1）原始横截面积按圆面积公式计算，拉应力由拉力除以原始横截面积得到。 （2）工程拉应变为标距伸长量0.06 mm除以原始标距50 mm。 （3）弹性应变由拉应力240 MPa除以弹性模量200000 MPa得到，计算出的理论伸长量与实测值相同，说明变形可视为弹性变形。 25. 某批低碳钢圆试样进行力学性能检验。拉伸试样原始直径为 10 mm，原始标距为 50 mm，下屈服载荷为 20.4 kN，最大拉力为 35.3 kN，拉断后标距为 65 mm，断口最小直径为 7.8 mm。该批钢材技术要求为：下屈服强度不低于 250 MPa，抗拉强度不低于 430 MPa，断后伸长率不低于 25%。（1）计算该试样的下屈服强度和抗拉强度。（2）计算该试样的断后伸长率和断面收缩率。（3）判断该试样是否满足技术要求，并说明低碳钢拉伸断裂前出现缩颈的原因。 【答案】（1）原始横截面积为 。下屈服强度为 。抗拉强度为 。（2）断后伸长率为 。断口最小截面积为 。断面收缩率为 。（3）下屈服强度、抗拉强度和断后伸长率均达到技术要求，试样合格。达到最大拉力后，局部截面积减小使该处应力增大，塑性变形集中形成缩颈，最终在缩颈处断裂。 【解析】先由原始直径计算截面积，再分别用下屈服载荷和最大拉力计算强度指标。低碳钢具有较好的塑性，拉伸达到最大载荷后容易产生局部塑性集中和缩颈。 三、综合应用题（本大题共6小题，共40分） 26.（5分）某机械制造企业对一批低碳钢圆棒进行拉伸试验。试样原始直径为 10 mm，原始标距为 50 mm；测得下屈服力为 18.85 kN，最大拉力为 31.42 kN，断后标距为 63 mm。（1）计算该试样的下屈服强度、抗拉强度和断后伸长率。（2）若该批材料技术要求为下屈服强度不低于 235 MPa、断后伸长率不低于 25%，判断该试样是否合格。（3）说明拉伸试验中试样断裂前出现明显缩颈现象所反映的力学性能。 【答案】（1）原始横截面积为 。下屈服强度为 。抗拉强度为 。断后伸长率为 。（2）该试样下屈服强度为 240.0 MPa，断后伸长率为 26%，均达到技术要求，判定合格。（3）明显缩颈表明材料在断裂前发生了较大的塑性变形，具有较好的塑性。 【解析】（1）强度按载荷除以原始横截面积计算，伸长率按断后标距增量与原始标距之比计算。（2）将计算结果分别与规定指标比较即可判定。（3）低碳钢拉伸时通常经历屈服、强化和缩颈阶段。 27.（5分）某机械制造企业对一批低碳钢圆试样进行拉伸试验。试样原始直径为10 mm，标距为50 mm，测得屈服载荷为24 kN，最大载荷为36 kN。试样拉断后，标距长度为63 mm。（1）计算试样的原始横截面积、屈服强度和抗拉强度。（2）计算试样的断后伸长率，并判断该试样的塑性是否较好。（3）说明低碳钢拉伸试验中出现屈服现象后，继续加载时试样将发生的主要变化。 【答案】（1）原始横截面积为：屈服强度为：抗拉强度为：（2）断后伸长率为：断后伸长率较大，说明该低碳钢塑性较好。（3）试样将进入强化阶段，承受的拉力继续增大。达到最大载荷后，局部会产生缩颈现象，随后发生断裂。 【解析】（1）原始横截面积：。屈服载荷，屈服强度：。最大载荷，抗拉强度：。由于，计算结果单位为MPa。（2）断后伸长率：。断后伸长率为26%，表明该低碳钢具有较好的塑性。（3）低碳钢出现屈服现象后，继续加载时会继续发生塑性变形；经过屈服阶段后进入强化阶段，承受的拉力随变形增大而增大。达到最大载荷后，试样局部产生缩颈，承载能力下降，最终断裂。 28.（5分）某机械维修实训室对低碳钢圆柱拉伸试样进行检测。试样原始直径为12 mm，原始标距为60 mm。拉力增至28.26 kN时，标距长度为60.12 mm；继续加载至断裂后，断后标距长度为75 mm。该材料的下屈服强度为235 MPa。 （1）计算拉力为28.26 kN时的工程拉应力和工程拉应变。 （2）判断该载荷下试样是否已越过下屈服阶段，并说明依据。 （3）计算断后伸长率，并说明该指标反映的材料性能。 【答案】（1）原始横截面积为113.04 mm2。工程拉应力为250 MPa，工程拉应变为0.002，即0.2%。 （2）试样已越过下屈服阶段。工程拉应力250 MPa大于下屈服强度235 MPa，表明材料已开始发生塑性变形。 （3）断后伸长率为25%。该指标反映低碳钢在拉断前承受塑性变形的能力，数值较大说明塑性较好。 【解析】（1）按原始直径计算原始横截面积：A0 = πd02/4 = 3.14×122/4 = 113.04 mm2。工程拉应力 σ = F/A0 = 28.26×103 N ÷ 113.04 mm2 = 250 MPa；工程拉应变 ε = (L−L0)/L0 = (60.12−60)/60 = 0.002，即0.2%。 （2）该材料下屈服强度为235 MPa，此载荷下工程拉应力250 MPa大于235 MPa，且标距已由60 mm伸长到60.12 mm，说明试样已产生塑性变形，故已越过下屈服阶段。 （3）断后伸长率 A = (Lu−L0)/L0×100% = (75−60)/60×100% = 25%。断后伸长率是拉伸试验中的塑性指标，反映材料在拉断前承受塑性变形的能力，数值越大说明塑性越好。 29.（5分）某制造企业抽检一批低碳钢拉杆材料。标准试样的原始直径为8 mm，原始标距为40 mm。试验记录显示，最大拉力为20.10 kN，断裂后标距为50 mm，断口处最小直径为5.6 mm。 （1）计算该试样的抗拉强度。 （2）计算该试样的断后伸长率和断面收缩率。 （3）若技术要求规定断后伸长率不得低于20%，断面收缩率不得低于45%，判断该试样是否合格，并说明判断依据。 【答案】（1）原始横截面积为50.24 mm2，抗拉强度约为400 MPa。 （2）断后伸长率为25%。断口处最小横截面积为24.63 mm2，断面收缩率约为51%。 （3）试样合格。断后伸长率25%不低于20%，断面收缩率约51%不低于45%，两项塑性指标均满足技术要求。 【解析】（1）抗拉强度按最大拉力除以原始横截面积计算。 （2）断后伸长率依据标距长度变化计算，断面收缩率依据原始横截面积与断口最小横截面积的差值计算。 （3）应将实测的两项塑性指标分别与规定限值比较，只有两项均满足要求时才能判定合格。 30.（10分）某装配工位使用低碳钢圆杆制作受拉连接杆。连接杆工作段直径为9 mm，承受的最大轴向拉力为16 kN。材料拉伸试验测得屈服强度为250 MPa，设计规定许用拉应力取屈服强度的50%。 （1）计算连接杆的实际工作拉应力和许用拉应力。 （2）判断现有连接杆是否满足强度要求。 （3）若通过增大工作段直径满足要求，计算所需最小直径，并说明实际选用直径时应考虑的一项因素。 【答案】（1）工作段横截面积为63.59 mm2，实际工作拉应力约为251.6 MPa；许用拉应力为125 MPa。 （2）现有连接杆不满足强度要求。实际工作拉应力大于许用拉应力，存在发生屈服变形的风险。 （3）所需最小横截面积为128 mm2，最小直径约为12.77 mm。实际应选用不小于13 mm的标准直径，并考虑螺纹削弱或连接处应力集中对强度的影响。 【解析】（1）工作段横截面积 A0 = πd02/4 = 3.14×92/4 ≈ 63.59 mm2；实际工作拉应力 σ = F/A0 = 16×103 N ÷ 63.59 mm2 ≈ 251.6 MPa；许用拉应力 [σ] = 50%×σs = 0.5×250 MPa = 125 MPa。 （2）σ ≈ 251.6 MPa＞[σ] = 125 MPa，不满足强度条件，连接杆存在发生屈服变形的风险。 （3）由 σ = F/A ≤ [σ] 得所需最小横截面积 A = F/[σ] = 16×103 N ÷ 125 MPa = 128 mm2；由 A = π/4 反算直径 d = √(4A/π) = √(4×128/3.14) ≈ 12.77 mm，故应选用不小于12.77 mm的标准直径。实际选用时还应考虑螺纹削弱、连接处应力集中等造成截面承载能力下降的因素。 31.（10分）某设备制造企业拟采用低碳钢圆杆制作吊装工装的拉杆。拉杆直径为14 mm，低碳钢屈服强度为250 MPa，设计安全系数为1.8。工装实际承受的最大静拉力为18 kN，拉杆有效长度为800 mm。（1）计算拉杆的横截面积、许用应力和许用拉力。（2）判断该拉杆能否满足静强度要求。（3）若拉杆在使用中出现明显颈缩，应分析其受力状态，并说明应采取的处理措施。 【答案】（1）拉杆横截面积为：。许用应力为：。许用拉力为：，许用拉力约为。（2）实际最大静拉力为，小于许用拉力，该拉杆满足静强度要求。（3）明显颈缩表明拉杆局部已发生较大塑性变形，并接近断裂阶段。应立即停止使用，更换拉杆，并检查是否存在超载、偏心受力或材料缺陷。 【解析】（1）圆杆横截面积为：。许用应力按屈服强度除以设计安全系数计算：。由于，许用拉力为： 。（2）实际最大静拉力为，满足，因此拉杆满足静强度要求。（3）颈缩是低碳钢拉伸后期出现的局部塑性变形，说明局部截面已明显减小、承载能力下降并有断裂风险。应立即停止使用并更换拉杆，同时检查超载、偏心受力和材料缺陷等原因。 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 $