机械基础(上)复习题(2011-5)—静力学1静力学部分所研究的物体只限于刚体,材料力学部分研究对象视为________。(P2)2在两个力作用下处于平衡的杆件称为________。(P3)3作用力与反作用力虽然等值、反向、共线,但它们不能互成平衡,因为________。(P4)4光滑接触面约束的约束反力方向总是________,指向被约束物体。(P5)5固左钱支座的约束力作用方向不能确定,通常用________。(P6)6活动较链支座的约朿力方向必________且通过饺链中心。(P6)7力在某投影轴上的投影等于________。8力在坐标轴上的投影是代数量,其正负号规左为:________时,苴投影 取正号,反之取负号。9平面汇交力系有________,可以求解________。(P16)10力对点之矩可用一个代数量表示,其绝对值等于________,英正负号规左为:________反之为负。(P17)11物体同时受到________力作用,把这样的两个力作为一个整体称为力偶。两个力作用线间 的垂直距离称为________。(P19)12简答题:什么是力的平移泄理?答:将作用在刚体上的力F等效地平行移动到刚体上任一点,必须附加一个力偶。附加的力偶对平移点之矩等于原 力B对平移点之矩。(P21)13简答题:平面任意力系平衡方程的基本形式是什么?可求解几个未知力?答:平而任意力系平衡方程的基本形式为工FfO工此二0。前两式称为投影方程,后一式称为力矩方程。 应用这组方程,可求解三个未知量。(P23)14简答题:静摩擦力的大小是如何确宦的?最大静摩擦力是多少?(P30)答:静摩擦力的大小,需由平衡方程确左,但必介于零与最大静摩擦力之间。如F适表示最大静摩擦力,则静摩擦 力B的大小变化范围为0WFSFz。最大静摩擦力的大小与两物体间的法向反力成正比,即:F*二£・耳。15计算题:将重200N的球放在光滑的斜而上,并用平行于斜面的细绳系住,绳的另一端系在墙上,斜面倾角«二30。,杆AB受力F"二G/2(1-忑)二-0・414kN(向下)17计算题:夕卜伸梁AB受力情况和尺寸如图所示, 梁重不计。若已知F二艮=1. 2kN, M=8N-m,a二120mm,求支座A、B的反力。(P29)解:取AB梁为研究对象,画梁的受力图。E血二0FX3a-F' X2. 5a-X2a-M=0120.X3X0. 12-1200X2. 5X0.12-F32X0. 12-8=0的反力Fa=26..67N(方向向上)LF7=0-F+F'+Fa+F5=0解得支座B的反力Ff-Fa=-26..6公(方向向下) 18计算题:物块重W二10.KN.自由地放在倾角在30。的斜而上,若物体与斜而间 的静摩擦系数f二0.3,水平力P二50KN.求作用在物块上的摩擦力。(P36)解:取物块为研究对象,画物块的受力图并设坐标系如图。EFx=0Pcos30°-Wsin30° +F二0F二-50商/2+100X炬6・7kN(向上)EF7=0N-Wcos30°-Psin30°二0N=1.0v7/2+50X^111.6kNFz二fN二0.3X111. 6=33. 48kN>6. 7kN说明物块未达临界状态,•••斜而作用在物块上的摩擦力F二6・7kN(向上) 19计算题:物块重为几与铅直墙而间的摩擦因数为去。 已知力F与墙而夹角为求墙而对物块的摩擦力。(P37)解:取物块为研究对象,画物块的受力图KFfON-Fsina=O N=Fsinu•••F4E FsinaEFt=OF*+Fcos a -P=0FfP-Fcosa比较f: Fsina与(P-Fcosa ),两者中数值小的就是 墙面对物块的摩擦力。二材料力学1为了防I上失效,构件应具有足够的强度、刚度和稳泄性。强度________。刚度________九。稳定性一________。(P38)2杆件的基本变形有________、剪切、扭转和弯曲四种形式,其他变形是这四种基本变形的组合,称为组合________。(P39)________称为附加内力,简称内力。内力随________而变化,当内力达到某一极 限值时•构件即发生破坏。(P41)4轴力正负的规左是:________。用截而法计算轴力时,通常假设截而 上的________。(P41-P42)5胡克左律的数学表达式,旦,并以岂一和J代入上式,可得胡克立律的另一表达式b = E・Wo (P45)EAIA6将屈服点对应的应力值称为________,用CT表示。材料出现________就认为破坏了,所以CT是一个非常重要 的强度特征指标。(P48)7强化阶段的最髙点所对应的应力称为________,用6,表示。6是材料________,它是材 料另一个强度特征指标。(P48)8—般用伸长率5和截而收缩率”作为________的指标。一般把________的材料称为塑性材料,把________的材 料称为脆性材料。(P49)9构件发生________,称为极限应力,用表示。因此塑性材料以________为极限应力,即 = 6。脆性材料以________为极限应力,即=ct,o(P51)10扭转变形的受力特点是:________。变形特点是:枉________°(P58)11已知轴所传递的功率P (kW)及轴的转速门<r/min A则外力偶矩M=9550殳("・加)°(P59)n12弯曲受力特点是:________其变形特点是:________________。(P66)13简答题:什么是应力?应力有哪几类?应力常用单位是什么?(P43)答:材料力学把单位而积上的内力称为该点处的应力。垂直于截面的应力称为正应力,用。表示:与截面相切的应 力称为剪应力,用丁表示。应力的常用单位是兆帕(lMPa=lX106Pa=lN/mm=)o14简答题:拉(压)杆件的强度条件是什么?(P52)答:为了保证安全可靠地工作,必须使构件的最大工作应力不超过材料的许用应力,即拉(压)杆件的强度条件就是要保证下而的不等式成立:b max="丁、<[b]式中:b max—最大工作应力:Nrmx-杆件横截面上的最大轴力:A—杆件的横截而面积;[<T]一材料的许用应力。15计算题:求图所示阶梯杆各段的轴力,并画轴力图。(P42例2-2)解:分三段研究,分別取杆右段画受力图,截而上轴力均假设为拉 力,如图(b).(c). d)所示。CD段:£X=0,-血-1二0得NcD=~lkN(压力)BC段:LX=O,-Nk-1+2=0得Nx=lkN(拉力)AB段:£X=0,-血-3+2 — 1 二0 得 血二一2kN(压力) 将三段轴力标在坐标轴上,作出轴力图如右图。三常用金属材料2钢中的含碳量<0.9%时,随着含碳量的增加,钢的________上升,________下降。钢的含碳量>0.9%以 后,除硬度外,各项力学性能都指标明显下降。(P91)2钢的淬透性是指________的能力。钢的淬硬性是指________的能力。钢的淬硬性和钢的淬透性是两个不同概念。例如________淬硬性好,但淬透性很差。而________淬火后硬度不髙,但淬透性很好。(P97)3碳素钢按含碳量分类:低碳钢(3________):中碳钢(________);高碳钢(g________)。(P103)4碳素钢质量根据________钢分为四类:普通钢「优质钢、髙级优质钢、特级优质钢。(P103)5优质碳素结构钢的牌号用________表示,数字表示________,例如45钢表示钢中平均含碳量为________的优质碳素结构钢。(P104)6简答题:什么是钢的热处理?热处理如何分类?(P93)答:钢的热处理是指钢在固态下,采用适当的方式加热、保温和冷却,以改变钢的内部组织结构,从而获得所需性 能的一种工艺方法。根拯热处理加热和冷却方式不同,热处理分类如下: 厂普通热处理:退火、正火、淬火、回火热处理「表而淬火:感应加热、火焰加热I表面热处坐I化学热处理:渗碳.渗氮、碳氮共渗等7简答题:什么是铸铁?铸铁有何优、缺点?(P132)答:铸铁是含碳疑3讦2.M%〜6.69%之间铁碳合金,并含有较多的S. P、肛Si等元素。铸铁具有良好的铸造性,切削加工性,减摩性和减振性。而且铸造工艺与设备简单,生产成本低。但铸铁和钢 比较强度低,韧性、塑性较差。8简答题:根据碳在铸铁中存在形式和形态,铸铁分为哪几类?(P132)答:(1)白口铸铁:碳以渗碳体的形式存在于铸铁中,其断面呈银白色。性能硬而脆。(2)灰铸铁:碳以片状石墨形态存在于金属基体中,断口呈灰白色。力学性能髙。(3)球墨铸铁:碳主要以球状石墨的形态存在于金属基体中,其力学性能高于灰铸铁。(4)蠕墨铸铁:碳以蠕虫状石墨的形态存在。其力学性能介于灰铸铁和球墨铸铁之间。(5)可锻铸铁:碳以团絮状石墨形态存在,韧性和塑性高于灰铸铁,接近于球墨铸铁。(共42题复习题,其中:填空题28题,简答题8题,计算题6题)
1. 2kN, M=8N-m,a二120mm,求支座A、B的反力。(P29)解:取AB梁为研究对象,画梁的受力图。E血二0FX3a-F' X
2. 5a-X2a-M=012
0.X3X
0. 12-1200X
2. 5X0.12-F32X0. 12-8=0的反力Fa=2
6..67N(方向向上)LF7=0-F+F'+Fa+F5=0解得支座B的反力Ff-Fa=-2
6..6公(方向向下) 18计算题:物块重W二1
0.K
N.自由地放在倾角在30。的斜而上,若物体与斜而间 的静摩擦系数f二0.3,水平力P二50KN.求作用在物块上的摩擦力。(P36)解:取物块为研究对象,画物块的受力图并设坐标系如图。EFx=0Pcos30°-Wsin30° +F二0F二-50商/2+100X炬6・7kN(向上)EF7=0N-Wcos30°-Psin30°二0N=
1.0v7/2+50X^111.6kNFz二fN二
0.3X11
1. 6=3
3. 48kN>
6. 7kN说明物块未达临界状态,•••斜而作用在物块上的摩擦力F二6・7kN(向上) 19计算题:物块重为几与铅直墙而间的摩擦因数为去。 已知力F与墙而夹角为求墙而对物块的摩擦力。(P37)解:取物块为研究对象,画物块的受力图KFfON-Fsina=O N=Fsinu•••F4E FsinaEFt=OF*+Fcos a -P=0FfP-Fcosa比较f: Fsina与(P-Fcosa ),两者中数值小的就是 墙面对物块的摩擦力。二材料力学1为了防I上失效,构件应具有足够的强度、刚度和稳泄性。强度________。刚度________九。稳定性一________。(P38)2杆件的基本变形有________、剪切、扭转和弯曲四种形式,其他变形是这四种基本变形的组合,称为组合________。(P39)________称为附加内力,简称内力。内力随________而变化,当内力达到某一极 限值时•构件即发生破坏。(P41)4轴力正负的规左是:________。用截而法计算轴力时,通常假设截而 上的________。(P41-P42)5胡克左律的数学表达式,旦,并以岂一和J代入上式,可得胡克立律的另一表达式b = E・Wo (P45)EAIA6将屈服点对应的应力值称为________,用CT表示。材料出现________就认为破坏了,所以CT是一个非常重要 的强度特征指标。(P48)7强化阶段的最髙点所对应的应力称为________,用6,表示。6是材料________,它是材 料另一个强度特征指标。(P48)8—般用伸长率5和截而收缩率”作为________的指标。一般把________的材料称为塑性材料,把________的材 料称为脆性材料。(P49)9构件发生________,称为极限应力,用表示。因此塑性材料以________为极限应力,即 = 6。脆性材料以________为极限应力,即=ct,o(P51)10扭转变形的受力特点是:________。变形特点是:枉________°(P58)11已知轴所传递的功率P (kW)及轴的转速门<r/min A则外力偶矩M=9550殳("・加)°(P59)n12弯曲受力特点是:________其变形特点是:________________。(P66)13简答题:什么是应力?应力有哪几类?应力常用单位是什么?(P43)答:材料力学把单位而积上的内力称为该点处的应力。垂直于截面的应力称为正应力,用。表示:与截面相切的应 力称为剪应力,用丁表示。应力的常用单位是兆帕(lMPa=lX106Pa=lN/mm=)o14简答题:拉(压)杆件的强度条件是什么?(P52)答:为了保证安全可靠地工作,必须使构件的最大工作应力不超过材料的许用应力,即拉(压)杆件的强度条件就是要保证下而的不等式成立:b max="丁、<[b]式中:b max—最大工作应力:Nrmx-杆件横截面上的最大轴力:A—杆件的横截而面积;[<T]一材料的许用应力。15计算题:求图所示阶梯杆各段的轴力,并画轴力图。(P42例2-2)解:分三段研究,分別取杆右段画受力图,截而上轴力均假设为拉 力,如图(b).(c). d)所示。CD段:£X=0,-血-1二0得NcD=~lkN(压力)BC段:LX=O,-Nk-1+2=0得Nx=lkN(拉力)AB段:£X=0,-血-3+2 — 1 二0 得 血二一2kN(压力) 将三段轴力标在坐标轴上,作出轴力图如右图。三常用金属材料2钢中的含碳量<
0.9%时,随着含碳量的增加,钢的________上升,________下降。钢的含碳量>0.9%以 后,除硬度外,各项力学性能都指标明显下降。(P91)2钢的淬透性是指________的能力。钢的淬硬性是指________的能力。钢的淬硬性和钢的淬透性是两个不同概念。例如________淬硬性好,但淬透性很差。而________淬火后硬度不髙,但淬透性很好。(P97)3碳素钢按含碳量分类:低碳钢(3________):中碳钢(________);高碳钢(g________)。(P103)4碳素钢质量根据________钢分为四类:普通钢「优质钢、髙级优质钢、特级优质钢。(P103)5优质碳素结构钢的牌号用________表示,数字表示________,例如45钢表示钢中平均含碳量为________的优质碳素结构钢。(P104)6简答题:什么是钢的热处理?热处理如何分类?(P93)答:钢的热处理是指钢在固态下,采用适当的方式加热、保温和冷却,以改变钢的内部组织结构,从而获得所需性 能的一种工艺方法。根拯热处理加热和冷却方式不同,热处理分类如下: 厂普通热处理:退火、正火、淬火、回火热处理「表而淬火:感应加热、火焰加热I表面热处坐I化学热处理:渗碳.渗氮、碳氮共渗等7简答题:什么是铸铁?铸铁有何优、缺点?(P132)答:铸铁是含碳疑3讦
2.M%〜
6.69%之间铁碳合金,并含有较多的
S. P、肛Si等元素。铸铁具有良好的铸造性,切削加工性,减摩性和减振性。而且铸造工艺与设备简单,生产成本低。但铸铁和钢 比较强度低,韧性、塑性较差。8简答题:根据碳在铸铁中存在形式和形态,铸铁分为哪几类?(P132)答:(1)白口铸铁:碳以渗碳体的形式存在于铸铁中,其断面呈银白色。性能硬而脆。(2)灰铸铁:碳以片状石墨形态存在于金属基体中,断口呈灰白色。力学性能髙。(3)球墨铸铁:碳主要以球状石墨的形态存在于金属基体中,其力学性能高于灰铸铁。(4)蠕墨铸铁:碳以蠕虫状石墨的形态存在。其力学性能介于灰铸铁和球墨铸铁之间。(5)可锻铸铁:碳以团絮状石墨形态存在,韧性和塑性高于灰铸铁,接近于球墨铸铁。(共42题复习题,其中:填空题28题,简答题8题,计算题6题)
题目解答
答案
变形固体 二力杆 二者分别作用在两个物体上 沿着接触而的公法线 相互垂直的两个分力表示 垂直于支承而, 力的大小乘以力与该轴正向间夹角的余弦 力矢始端投影至终端投影的方向与对应轴正向一致 两个独立的平衡方程式 两个未知量 力的大小和力臂的乘积 力使物体绕矩心逆时 针方向转动时为正, 大小相等、方向相反的两个平行 力偶臂 一构件抵抗破坏的能力 一构件抵抗变形的能 构件保持原有平衡形式的能力 轴向拉伸或压缩 变形 诙件内部质点之间相互作用力的改变量 外力的大小 产生拉伸变形的轴力为」匚 产生压缩变形的轴力为负 轴力为正 屈服极限 塑性变形 强度极限 在拉断前所能承受的最大应力 衡量材料塑性 5,5% 5<5% 显著变形或断裂时的最大应力 屈服极限 强度极限 杆件受到一对大小相等,转向相反,作用而与杆轴线垂直的力偶作用 件各横截而绕轴线川对转动 受横向力(即垂直于杆轴的力)或在轴线平而内的力偶作用: 杆的轴线由直线 变为曲线 硬度、强度 塑性、韧性 在规圧条件下,获得钢材淬硬层深度 钢在理想条件下进行淬火硬化后所 能达到最髙硬度 碳素工具钢 合金低碳钢 $0・25% 0・25%<呼0・6% >0.60% 钢中有害杂质硫、磷含屋将 两位数字 钢中平均含碳屋的万分数 0・45%
解析
本次题目主要考查机械基础(上)中静力学、材料力学及常用金属材料的相关知识,包括基本概念、原理、公式及简单计算。具体涵盖刚体与变形固体的研究对象区分、二力杆定义、作用力与反作用力平衡条件、约束反力方向、力的投影与力矩、力偶、平衡方程、摩擦力计算,以及材料力学中的强度刚度稳定性、基本变形、内力、胡克定律、应力类型、热处理分类、铸铁特点等内容。