题目
设计紧螺栓联接时,其直径愈小,则许用安全系数应取得愈大,这是由于直径愈小时,__________。A. 拧紧时愈易拧断B. 材料的力学性能愈不易保证C. 螺纹部分的应力集中愈严重D. 加工螺纹时愈易产生缺陷
设计紧螺栓联接时,其直径愈小,则许用安全系数应取得愈大,这是由于直径愈小时,__________。
A. 拧紧时愈易拧断
B. 材料的力学性能愈不易保证
C. 螺纹部分的应力集中愈严重
D. 加工螺纹时愈易产生缺陷
题目解答
答案
A. 拧紧时愈易拧断
解析
本题考查紧螺栓联接设计中许用安全系数与螺栓直径关系的知识点。解题思路是分析每个选项与螺栓直径大小以及许用安全系数之间的联系,判断哪个选项能合理地解释为什么直径愈小,许用安全系数应取得愈大。
对各选项的分析
- A选项:
- 拧紧螺栓时,螺栓受到预紧力,预紧力会在螺栓中产生拉应力。根据材料力学知识,螺栓的强度与直径有关,直径越小,其横截面积$A=\frac{\pi d^{2}}{4}$(其中$d$为螺栓直径)越小。
- 由应力公式$\sigma=\frac{F}{A}$(其中$\sigma$为应力,$F$为预紧力)可知,在预紧力$F$一定的情况下,直径$d$越小,横截面积$A$越小,螺栓所受的拉应力$\sigma$就越大。
- 当拉应力超过螺栓材料的屈服强度时,螺栓就会发生塑性变形甚至断裂。所以直径越小,拧紧时越容易拧断,为了保证螺栓的可靠性,就需要取更大的许用安全系数,该选项正确。
- B选项:材料的力学性能主要取决于材料本身的成分、热处理等因素,与螺栓的直径大小并无直接关系。所以直径大小不会影响材料力学性能的保证程度,该选项错误。
- C选项:螺纹部分的应力集中主要与螺纹的几何形状、加工精度等因素有关,而不是主要由螺栓直径决定。虽然直径小可能在一定程度上会使应力集中相对更明显,但这不是直径越小许用安全系数越大的主要原因,该选项错误。
- D选项:加工螺纹时产生缺陷的可能性主要与加工工艺、加工设备等因素有关,和螺栓直径大小没有必然联系。所以直径大小不是影响加工螺纹产生缺陷的关键因素,该选项错误。