2019公路检验工程师水运材料基础练习试题及答案五_第2页

　　11、低碳钢圆轴扭转试验时表面上出现的滑移线与轴线的夹角为 。

　　A：45度; B：0度和90度;

　　C：小于45度; D：大于45度;

　　答案 正确选择：B

　　答疑 低碳钢试件扭转变形时的最大剪应力发生在横截面上，且位于横截面的最外缘处;由剪应力互等定理得到在与轴线平行的方位上也有最大的剪应力，固滑移线分别出现在与轴线成0度和90度角的方位上。

　　12、中的圆轴，在极限扭矩的作用下破坏开裂，试判断当轴的材料分别为低碳钢、铸铁、顺纹木时，圆轴的破坏面(裂纹)的方向及原因。

　　裂纹方向：

　　A：纵向

　　B：横向

　　C：+45度角

　　D：-45度角。

　　破坏原因：

　　A：纵截面上的最大剪应力;

　　B：横截面上最大剪应力 C：σ+45 D:σ-45

　　答案 正确选择： 低碳钢：裂纹的方向B、破坏的原因B

　　铸铁：裂纹方向D、破坏原因D

　　顺纹木：裂纹方向A、破坏原因A。

　　答疑 低碳钢横截面上有最大的剪应力，其抗剪强度低于抗拉强度，在横截面上由最大剪应力引起破坏;铸铁在-45度角的方向上有最大拉应力，抗拉强度低于抗剪强度，在-45度角由最大拉应力引起破坏;顺纹木在横截面和与轴线平行的纵向面上有最大剪应力，但其材料为各向异性，顺纹方向抗剪能力差，在顺纹方向由最大剪应力引起破坏。

　　答疑 对于实心圆截面，某点扭转剪应力的大小与其所在的半径成正比，方向与扭矩的方向同向。图2、图3中圆心左侧部分的扭转剪应力的方向没有与扭矩同向。图4、5为空心圆截面，最小剪应力发生在内径上，剪应力的大小也与该点到圆心的距离成正比，但图4中内径的剪应力为零是错误的。

　　13、抗拉压弹性模量不等的材料制成矩形截面弯曲梁，如果E拉>E压,则中性轴应该从对称轴Z 。

　　A：上移; B：下移; C：不动

　　答案 正确选择：B

　　答疑 抗拉压弹性模量相等的材料制成的矩形截面梁在纯弯时中性轴位于横截面的对称轴处。若E拉>E压，此时中性轴不在横截面的对称轴处。由于横截面上不承受轴力的作用，固由弯矩产生的正应力满足以下关系：∫σ拉dA拉-∫σ压dA压=0 而 σ拉=E拉y拉/ρ 、 σ压= E压y压/ρ。代入得到：∫E拉y拉/ρbdy -∫E压y压/ρbdy =0。整理得到：∫E拉y拉dy=∫E压y压dy。由于E拉>E压，所以有∫y拉dy<∫y压dy ，固有y拉

　　14、对钢制圆轴作扭转校核时发现强度和刚度均比规定的降低了20%，若安全系数不变，改用屈服极限提高了30%的钢材，则圆轴的 。

　　A：强度足够、刚度不够; B：强度不够、刚度足够;

　　C：强度、刚度均足够; D：强度、刚度均不够

　　答案 正确选择：A

　　答疑 屈服极限提高了，在安全系数不变的条件下，材料的许用应力提高，而构件的最大工作应力没有改变，固强度得到了提高;由于杆件的受力不变，横截面的尺寸不变，而材料的剪变模量也几乎没有变化，固刚度没有提高。

　　15、圆轴扭转的变形为 。

　　A：横截面沿半径方向伸长; B：横截面绕轴线偏转;

　　C：横截面绕中性轴旋转; D：横截面沿半径方向缩短。

　　答案 正确选择：B

　　答疑 圆轴在外力偶的作用下，任意两横截面象刚性圆盘一样绕轴线发生相对转动，横截面的大小、形状、间距均不发生变化。

　　16、在______受力情况下，圆轴发生扭转变形。

　　A：外力合力沿圆轴轴线方向; B：外力偶作用在垂直轴线的平面内;

　　C：外力偶作用在纵向对称面内;D：外力合力作用在纵向对称面内。

　　答案 正确选择：B

　　答疑 圆轴扭转变形的受力特点是：外力偶的作用面与杆件的轴线垂直。

　　17、在同一减速箱中，设高速轴的直径为d1、低速轴的直径为d2，材料相同，两轴的直径之间的关系应当是： 。

　　A：d1>d2 B：d1=d2 C：d1

　　答案正确选择：C

　　答疑 由轴传递的功率与外力偶之间的关系M=9.549P/n可知，轴的转速越高传递的外力偶矩越小，此时圆轴横截面的内力小，圆轴所需的直径小。

　　18、等截面的实心圆轴，当两端作用有Me的扭转力偶矩时开始屈服。若将横截面的面积增大一倍(仍为圆形)，该圆轴屈服时的扭转力偶矩是： 。

　　A：1.414Me

　　B：2×1.414 Me

　　C：2Me

　　D：4Me

　　答案正确选择：B

　　答疑 等截面的实心圆轴当两端作用有Me的扭转力偶矩时开始屈服有：τ=Me/Wt=τs , Me=τs Wt=τsπd3/16。若将横截面的面积增大一倍,设增大后横截面的直径为D，有πD2/4=2×πd2/4 那么直径之间的关系D=1.414d。此时Me’=τs Wt’= τsπD3/16=τsπ(1.414d)3/16=2×1.414 Me

　　19、圆轴扭转时横截面上的任意一点的剪应力的大小与该点到圆心的距离成正比，方向与该点的半径垂直，此结论是根据 推知的。

　　A：变形几何关系、物理关系、平衡关系;

　　B：变形几何关系、物理关系;

　　C：物理关系;

　　D：变形几何关系

　　答案 正确选择：B

　　通过变形几何关系得到：γ=ρdφ/dx，通过物理关系得到τ=Gγ=Gρdφ/dx。其中材料的剪变模量G、单位长度的转角dφ/dx为常量

　　20、下列论述中正确的是 。

　　A：剪应力互等定理仅适应于纯剪切情况;

　　B：已知A3钢的τs=120MPa，G=80 Gpa，则由剪切虎克定律γs=τs/G=1.5×10-3rad;

　　C：传动轴的转速越高，对其横截面的扭矩越大;

　　D：受扭杆件的扭矩，仅与杆件所受的外力偶有关，而与杆件的材料及横截面的形状、大小无关;

　　答案 正确选择：D

　　答疑剪应力互等定理是由平衡条件导出的，适用于任何情况;当应力达到τs时剪切虎克定律γ=τ/G不再成立;传动轴的转速越高，横截面的扭矩越小;受扭杆件的扭矩仅与外载有关。