2023年上海电大《机械制造基础》形考作业二及超详细解析超详细解析答案.pdf
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、强度就是指构件抵抗(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 B.轴向线应变 C.轴向伸长l D.横向线应变 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,剪切面与挤压面分别(b)于外力方向。A.垂直与平行 B.平行与垂直 C.平行 D.垂直 7、受剪螺栓的直径增加一倍,当其她条件不变时,剪切面上的切应力将为原来(d)。A.21 B.83 C.43 D.41 8、在平板与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与实心圆轴,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就是(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)。上海电大机械制造基础形考作业(二)及答案 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,其她条件不变,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就是(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就是强度极限。()4、剪切面上的剪切力就是一个集中力。()5、切应力在剪切面内就是均匀分布的,方向垂直于剪切面。()6、等直径圆轴扭转时,横截面上的切应力就是线性分布的。()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,只就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)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圆杆大于方杆相等方杆大于圆杆无法比较有 变轴向伸长横向线应变如图所示阶梯杆段为钢段为铁段为木材在力作用下段轴力最大段轴力最大段轴力最大三段轴力 条件不变时剪切面上的切应力将为原来在平板与受拉螺栓之间垫上一个垫圈可以提高强度螺栓的抗拉螺栓的抗剪螺栓上海电大机械制造基础形考作业(二)及答案(a)(b)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圆杆大于方杆相等方杆大于圆杆无法比较有 变轴向伸长横向线应变如图所示阶梯杆段为钢段为铁段为木材在力作用下段轴力最大段轴力最大段轴力最大三段轴力 条件不变时剪切面上的切应力将为原来在平板与受拉螺栓之间垫上一个垫圈可以提高强度螺栓的抗拉螺栓的抗剪螺栓上海电大机械制造基础形考作业(二)及答案(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)1、画出拉伸实验中低碳钢的应力应变(即:)曲线,并在曲线上标明几个应力极限。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、什么就是构件的强度？什么就是构件的刚度？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圆杆大于方杆相等方杆大于圆杆无法比较有 变轴向伸长横向线应变如图所示阶梯杆段为钢段为铁段为木材在力作用下段轴力最大段轴力最大段轴力最大三段轴力 条件不变时剪切面上的切应力将为原来在平板与受拉螺栓之间垫上一个垫圈可以提高强度螺栓的抗拉螺栓的抗剪螺栓上海电大机械制造基础形考作业(二)及答案 答:强度就是构件抵抗破坏的能力,满足强度要求就是指在外力作用下构件不发生破坏。刚度就是构件抵抗变形的能力,满足刚度要求就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 与 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MPaAF67.11610 610 704311 BC 段 MPaAF7510 1210 904322(3)AB 段:mmEAl FlN167.110 6 10 2002 10 704 6311 11(缩短)BC 段:mmEAl FlN75.010 12 10 2002 10 904 6322 22(伸长)mm l l l 417.0 75.0 167.12 1(缩短)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圆杆大于方杆相等方杆大于圆杆无法比较有 变轴向伸长横向线应变如图所示阶梯杆段为钢段为铁段为木材在力作用下段轴力最大段轴力最大段轴力最大三段轴力 条件不变时剪切面上的切应力将为原来在平板与受拉螺栓之间垫上一个垫圈可以提高强度螺栓的抗拉螺栓的抗剪螺栓上海电大机械制造基础形考作业(二)及答案 2、传动轴如图所示,主动轮 A 输入功率 kW PA75.36,从动轮 D C B、输出功率分别为 kW P kW P PD C B7.14,11,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 NnPM AA 117030075.369550 9550 m NnPM M BC B 351300119550 9550 m NnPM DD 4683007.149550 9550(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,也就就是用截面法,根据平衡条件计算其扭矩。BC 段:以nIM 表示截面上的扭矩,并任意地把1 nM 的方向假设为图(b)所示。根据平衡条件 0 xM 得:0 B nIM M m N M MB 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 351Nm。所以这一段内扭矩图为一水平线。CA 段:0 B C nIIM M M m N M M MB C nII 702 AD 段:0 D nIIIM M m N M MD nIII 468 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圆杆大于方杆相等方杆大于圆杆无法比较有 变轴向伸长横向线应变如图所示阶梯杆段为钢段为铁段为木材在力作用下段轴力最大段轴力最大段轴力最大三段轴力 条件不变时剪切面上的切应力将为原来在平板与受拉螺栓之间垫上一个垫圈可以提高强度螺栓的抗拉螺栓的抗剪螺栓上海电大机械制造基础形考作业(二)及答案 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 Mn 702max 3、画出图示梁的剪力图与弯矩图,并计算最大max QF 与maxM。(8 分)解:1)画受力图,求支座反力 由 0)(F MA 4 1 BF F 得:kN FB75.3 由 0)(F MB 4 3 AF F 得:kN FA25.11 2)画剪力图 3)画弯矩图 4)最大m ax QF 与maxM 最大 kN FQ25.11max,最大 m kN M.25.11max 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圆杆大于方杆相等方杆大于圆杆无法比较有 变轴向伸长横向线应变如图所示阶梯杆段为钢段为铁段为木材在力作用下段轴力最大段轴力最大段轴力最大三段轴力 条件不变时剪切面上的切应力将为原来在平板与受拉螺栓之间垫上一个垫圈可以提高强度螺栓的抗拉螺栓的抗剪螺栓上海电大机械制造基础形考作业(二)及答案 4、一矩形截面梁,承受载荷 F=10KN,材料的许用应力=160MPa,试确定横截面尺寸?(8 分)解:求支反力。0BM 0 1 2 F FA kN FA5 0AM 0 1 2 F FB kN FB5 m kN M 5max 652maxbhm kNWM 3626410 5 6)2(10 5 6b b b mm b 36160 410 5 6410 5 63636 截面宽 b 36mm 高 h 2b 72mm 5、如图所示的圆形横截面的梁,承受载荷 F 10kN,M 20kNm,梁长 a 2m,材料的许用应力 160Mpa。(共 7 分)试求:(1)梁 A、B 端的约束力;(2 分)(2)画出剪力图与弯矩图;(2 分)(3)若 d 70mm,校核梁的强度。(3 分)解:(1)画受力图,求约束力 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圆杆大于方杆相等方杆大于圆杆无法比较有 变轴向伸长横向线应变如图所示阶梯杆段为钢段为铁段为木材在力作用下段轴力最大段轴力最大段轴力最大三段轴力 条件不变时剪切面上的切应力将为原来在平板与受拉螺栓之间垫上一个垫圈可以提高强度螺栓的抗拉螺栓的抗剪螺栓上海电大机械制造基础形考作业(二)及答案 0AM 0 2 M a F a FB 0 BF 0BM 0 2 M a F a FAY kN FAY10 0XF 0 AXF(2)画剪力图,弯矩图:(3)校核强度 MPadMWM59432)10 70(10 20323 333max max 所以此梁不安全。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圆杆大于方杆相等方杆大于圆杆无法比较有 变轴向伸长横向线应变如图所示阶梯杆段为钢段为铁段为木材在力作用下段轴力最大段轴力最大段轴力最大三段轴力 条件不变时剪切面上的切应力将为原来在平板与受拉螺栓之间垫上一个垫圈可以提高强度螺栓的抗拉螺栓的抗剪螺栓
