题目
有一圆轴受扭后,出现沿轴线方向的裂纹,该轴为________材料。A. 钢;B. 铸铁;C. 木材;
有一圆轴受扭后,出现沿轴线方向的裂纹,该轴为________材料。
A. 钢;
B. 铸铁;
C. 木材;
题目解答
答案
C. 木材;
解析
本题考查不同材料在扭转受力下的破坏特性相关知识。解题思路是根据不同材料的力学性能特点,分析其在受扭时的破坏形式,从而判断出现沿轴线方向裂纹的轴所使用的材料。
各材料力学性能及破坏形式分析
- 钢材料:钢是韧性材料,其抗拉和抗剪能力都比较强。在受扭时,钢轴主要承受剪切应力。由于钢的韧性好,一般会发生塑性变形,而不是直接出现沿轴线方向的裂纹。通常钢轴在扭转破坏时,可能会出现较大的变形,甚至发生屈服现象,而不是像题目中描述的出现沿轴线方向的裂纹。
- 铸铁材料:铸铁是脆性材料,其抗压强度较高,而抗拉强度和抗剪强度相对较低。在受扭时,铸铁轴的破坏主要是由于最大拉应力超过其抗拉强度。铸铁轴受扭破坏时,裂纹通常是与轴线成约45°角的螺旋面,这是因为扭转时,在与轴线成45°角的斜截面上存在最大拉应力,当该拉应力超过铸铁的抗拉强度时,就会沿着这个方向产生裂纹。
- 木材材料:木材的顺纹抗拉强度较高,而横纹抗拉强度和抗剪强度较低。当圆轴受扭时,木材主要承受剪切应力。由于木材横纹方向的抗剪能力较弱,所以在受扭后,木材轴会沿着轴线方向出现裂纹,因为轴线方向的剪切破坏更容易发生。