上海电大《机械制造基础》形考作业(二)及答案

《机械技术基础》形考作业（二）答案一、单选题（每题2分，共30分） 1、强度是指构件抵抗（a ）的能力。

A ．破坏 B ．变形 C ．稳定D ．失稳2、应力反映构件内部的（a ）。

A ．受力大小B ．变形大小C ．受力程度D ．变形程度3、材料相同、横截面面积相等的两拉杆，一为圆形截面，另一为方形截面，在相同拉力作用下，两拉杆横截面上的应力（b ）。

A ．圆杆大于方杆 B ．相等 C ．方杆大于圆杆 D ．无法比较4、有两杆，一为圆截面，一为正方形截面，若两杆材料，横截面积及所受载荷相同，长度不同，则两杆的（c ）不同。

A ．轴向正应力σ B ．轴向线应变ε C ．轴向伸长l ∆D ．横向线应变ε’5、如图所示阶梯杆，AB 段为钢，BC 段为铁，CD 段为木材，在力F 作用下（d ）。

A ．AB 段轴力最大 B ．BC 段轴力最大 C ．CD 段轴力最大 D ．三段轴力一样大6、在联接件上，剪切面和挤压面分别（b ）于外力方向。

A ．垂直和平行 B ．平行和垂直 C ．平行 D ．垂直7、受剪螺栓的直径增加一倍，当其他条件不变时，剪切面上的切应力将为原来（d ）。

A ．21B ．83C ．43D ．418、在平板和受拉螺栓之间垫上一个垫圈，可以提高（c ）强度。

A ．螺栓的抗拉 B ．螺栓的抗剪 C ．螺栓的挤压 D ．平板的挤压9、对于材料相同，横截面面积相同的空心圆轴和实心圆轴，前者的抗扭刚度一定（a ）于后者的抗扭刚度。

A ．大于 B ．等于 C ．小于 D ．无法对比10、等值圆轴扭转，横截面上的切应力的合成结果是（a）。

A．一内力偶B．一集中力C．一外力偶D．均匀分布力11、空心圆轴受扭转力偶作用，横截面上的扭矩为T，那么在横截面上沿径向的应力分布图应为图中的（b）。

A．B．C．D．12、圆轴上某横截面的扭矩为负时，该处的变形形态为（b）。

A．绕轴心顺转B．沿轴向压缩C．绕轴心逆转D．沿轴向拉伸13、梁的材料由钢换成木材时，E钢=7E木材，其他条件不变，则梁的横截面的最大正应力（a）。

A．不变B．变大C．变小D．都有可能14、弯曲梁横截面上最大弯曲拉应力等于压应力的条件是（b）。

A．梁材料的拉、压强度相等B．截面形状对称于中性轴C．梁的中间位置D．同时满足以上三条15、水平梁某横截面的弯矩为正时，该处的变形形态为（d）。

A．左上右下B．上凸下凹C．左下右上D．上凹下凸二、判断题（每题1分，共11分）1、杆件受到轴力FN越大，横截面上的正应力也越大。

（×）2、对于脆性材料，抗压强度极限比抗拉强度极限高出许多。

（√）3、衡量铸铁材料强度的指标是强度极限。

（√）4、剪切面上的剪切力是一个集中力。

（×）5、切应力在剪切面内是均匀分布的，方向垂直于剪切面。

（×）6、等直径圆轴扭转时，横截面上的切应力是线性分布的。

（√）7、一空心圆轴在产生扭转变形时，其危险截面外缘处具有全轴的最大切应力，而危险截面内缘处的切应力为零。

（×）8、圆轴扭转变形时，各横截面仍为垂直于轴线的平面，只是绕轴线作了相对转动。

（√）9、梁弯曲时，在集中力作用处剪力图发生突变，突变值等于该集中力的大小；弯矩图发生转折。

（√）10、梁弯曲时，在集中力偶作用处剪力图不发生变化，弯矩图发生突变，突变值等于该集中力偶矩的大小。

（√）11、由梁的弯曲正应力分布规律可知，为了充分利用材料，应尽可能将梁的材料聚集于离中性轴较远处，从而提高梁的承载能力。

（√）三、作图题（共20分）1、根据要求画图。

（每图2分，共14分）(a)(b)(c)2、绘制图示各杆的扭矩图。

（每图1.5分，共6分）四、简答题（4分）σ—）曲线，并在曲线上标1、画出拉伸实验中低碳钢的应力——应变（即：ε明几个应力极限。

2、在作低碳钢的拉伸试验时，整个拉伸过程大致可分为哪四个阶段？答：弹性阶段屈服阶段强化阶段缩颈断裂阶段3、通常塑性材料的极限应力取什么？脆性材料的极限应力取什么？答：屈服极限强度极限4、什么是构件的强度？什么是构件的刚度？答：强度是构件抵抗破坏的能力，满足强度要求是指在外力作用下构件不发生破坏。

刚度是构件抵抗变形的能力，满足刚度要求是指在外力作用下构件的弹性变形量不超过允许的限度。

五、计算题（共32分）1、如图所示变截面杆AC，在A、B两处分别受到70kN和160kN的力的作用，材料E＝200GPa。

（8分）试求：（1）画出轴力图；（2分）（2）求各段正应力；（3分）（3）求总变形量。

（3分）解：（1）画轴力图（2）AB 段MPa A F 67.11610610704311-=⨯⨯-==-σBC 段 MPa A F 75101210904322=⨯⨯==-σ （3）AB 段：mm EA l F l N 167.110610200210704631111-=⨯⨯⨯⨯⨯-==∆-（缩短） BC 段：mm EA l F l N 75.010********10904632222=⨯⨯⨯⨯⨯==∆-（伸长） mm l l l 417.075.0167.121-=+-=∆+∆=（缩短）2、传动轴如图所示，主动轮A 输入功率kW P A 75.36=，从动轮D C B 、、输出功率分别为kW P kW P P D C B 7.14,11===，轴的转速为n=300r/min 。

（共5分） 试求：（1）画出轴的扭矩图。

（3分）（2）求出最大扭矩。

（2分）解：（1）计算外力偶矩：由于给出功率以kW 为单位，m N n P M A A ⋅=⨯==117030075.3695509550m N n P M M B C B ⋅=⨯===3513001195509550m N n P M D D ⋅=⨯==4683007.1495509550（2）计算扭矩：由图知，外力偶矩的作用位置将轴分为三段：AD CA BC 、、。

现分别在各段中任取一横截面，也就是用截面法，根据平衡条件计算其扭矩。

BC 段：以nI M 表示截面Ⅰ－Ⅰ上的扭矩，并任意地把1n M 的方向假设为图（b ）所示。

根据平衡条件0=∑x M 得：0=+B nI M M m N M M B nI ⋅-=-=351 结果的负号说明实际扭矩的方向与所设的相反，应为负扭矩。

BC 段内各截面上的扭矩不变，均为351N ·m 。

所以这一段内扭矩图为一水平线。

CA 段：0=++B C nII M M M m N M M M B C nII ⋅-=--=702AD 段：0=D nIIIM M－ m N M M D nIII ⋅==468根据所得数据，即可画出如图（e ）扭矩图。

由扭矩图可知，最大扭矩发生在CA 段内，且m N M n ⋅=702max3、画出图示梁的剪力图和弯矩图，并计算最大m ax Q F 和max M 。

（8分）解：1）画受力图，求支座反力由 ∑=0)(F M A41⨯=⨯B F F 得：kN F B 75.3= 由∑=0)(F MB43⨯=⨯A F F 得：kN F A 25.11=2）画剪力图3）画弯矩图4）最大m ax Q F 和max M最大kN F Q 25.11max =，最大m kN M .25.11max =4、一矩形截面梁，承受载荷F=10KN ，材料的许用应力[σ]=160MPa ，试确定横截面尺寸?（8分）解：求支反力。

∑=0BM012=⨯+⨯-FFAkNFA5=∑=0AM012=⨯+⨯FFBkNFB5=mkNM⋅=5max[]σσ≤⋅==652max bhmkNWM[]σ≤⨯⨯=⨯⨯⨯362641056)2(1056bbb[]mmb3616041056410563636=⨯⨯⨯=⨯⨯≥σ截面宽b＝36mm 高h＝2b＝72mm5、如图所示的圆形横截面的梁，承受载荷F＝10kN，M＝20kN·m，梁长a＝2m，材料的许用应力[σ]＝160Mpa。

（共7分）试求：（1）梁A、B端的约束力；（2分）（2）画出剪力图和弯矩图；（2分）（3）若d＝70mm，校核梁的强度。

（3分）解：（1）画受力图，求约束力∑=0AM 02=+⨯-⨯M a F a F B 0=B F∑=0BM 02=+⨯+⨯-M a F a F AY kN F AY 10= ∑=0XF0=AX F（2）画剪力图，弯矩图：（3）校核强度MPa d M W M 59432)1070(1020323333max max =⨯⨯⨯===-ππσ＞[]σ所以此梁不安全。