南京工业职业技术学院/第学期期末考试试卷 课程：机械设计基础出卷人： 考试类型：开卷【】 闭卷【√】 适用班级： 班级 学号 姓名 一、填空题(20分) 1、力学研究的对象有变形体和刚体，静力学研究的是 材料力学研究的是 2、杆件的基本变形有： 和 3、低碳钢拉伸过程可分为四个阶段 4、下列各图中的剪切应力分别为(a)图x= :(b)图T= :(c)图t= 列 5、己知一重G=100N的物体放在水平面上，其摩捺因数fs=0.3,当作用在物体上的水平力20N时， 物体与水平面之间的摩捺力为 6、构件的强度就是指其抵抗 的能力，刚度是指其抵抗 的能力，。 7、下列图a中的AB杆产生 变形，图b中的B杆产生 变形，图c中的 AB杆产生 变形，图d中AB杆产生 变形。 亚多o心 二、判断题(8分) 1、只要两个力大小相等、方向相反，该两力就组成一力偶。 2、低碳钢和铸铁等金属材料拉伸时的σ一ε曲线均可分成明显的四个阶段 第1页共7页
第 1 页 共 7 页 南京工业职业技术学院/ 第 学 期 期 末 考 试 试 卷 课程： 机械设计基础 出卷人： 考试类型：开卷【 】 闭卷【√】 适用班级： 一、填空题（20 分） 1、力学研究的对象有变形体和刚体，静力学研究的是 ，材料力学研究的是 。 2、杆件的基本变形有：_____ _____、___ _______、____ ______和 。 3、低碳钢拉伸过程可分为四个阶段 、 、 、 。 4、下列各图中的剪切应力分别为(a)图τ= ；（b）图τ= ；（c）图 τ= 。 5、已知一重 G=100N 的物体放在水平面上，其摩摖因数 fs=0.3，当作用在物体上的水平力 20N 时， 物体与水平面之间的摩摖力为 。 6、构件的强度就是指其抵抗 的能力，刚度是指其抵抗 的能力，。 7、下列图 a 中的 AB 杆产生 变形，图 b 中的 AB 杆产生 变形，图 c 中的 AB 杆产生 变形，图 d 中 AB 杆产生 变形。 二、判断题（8 分） 1、只要两个力大小相等、方向相反，该两力就组成一力偶。 （ ） 2、低碳钢和铸铁等金属材料拉伸时的σ－ε曲线均可分成明显的四个阶段 （ ） 班级 学号 姓名
3、约束力的方向总是与物体被限制的运动方向相反。 4、铸铁等脆性材料耐拉而不耐压，所以不能做承压构件。 ) 5、摩擦力的方向总是与物体滑动或滑动趋势方向相反。 ) 6、梁的横截面上作用有负弯矩，其中性轴上侧各点受拉，下侧各点受压。 7、在有均布载荷作用的梁段上，其弯矩图一定是一条抛物线。 8、在任何情况下，摩擦力的大小总等于摩擦力系数与正压力的乘积。 三、选择题(14分) 1、图示拉杆接头的剪切面A和挤压面A,为 ( ) (A)A:b/Ajy:b/(B)A:hb Air:hb (C)A:hb Aj,:b7 (D)A:b7 Aix:hb 2、两根截面积相等但截面形状和材料不同的拉杆受相同的轴向拉力，其应力是否相等？( (A)不相等：(B)相等： (C)不能确定 3、低碳钢的拉伸过程中，(B)阶段的特点是应力几乎不变。 A.弹性 B.屈服 C.强化 D.颈缩 4、在保持重量不变的情况下，空心轴与实心轴在强度和刚度方面较好的是 () (A空心轴 (B)实心轴 (C)两者都一样(D)以上都不正确 5、下面四个轴向拉压杆件中哪个杆件的轴力图不正确？ ( 士由 6、图中，力F对A点的矩为 (A)Fcos B·b (B)FsinB·a·a (C)Fcos B·b+Fsin B (D)Fcos B·b-FsinB·a 7、若将作用在简支梁中央的集中力分散为靠近支座的两个集中力（如图所示），则此时梁上的最大弯 矩为原来的 ) A、0.5倍： B、1倍： C、2倍： D、4倍 第2页共7页
第 2 页 共 7 页 3、约束力的方向总是与物体被限制的运动方向相反。 （ ） 4、铸铁等脆性材料耐拉而不耐压，所以不能做承压构件。 （ ） 5、摩擦力的方向总是与物体滑动或滑动趋势方向相反。 （ ） 6、梁的横截面上作用有负弯矩，其中性轴上侧各点受拉，下侧各点受压。 （ ） 7、在有均布载荷作用的梁段上，其弯矩图一定是一条抛物线。 （ ） 8、在任何情况下，摩擦力的大小总等于摩擦力系数与正压力的乘积。 ( ) 三、选择题（14 分） 1、图示拉杆接头的剪切面 A 和挤压面 Ajy 为 （ ） (A) Ａ: bl Ajy:bl (B) Ａ:hb Ajy:hb (C) Ａ: hb Ajy:bl (D) Ａ:bl Ajy :hb 2、两根截面积相等但截面形状和材料不同的拉杆受相同的轴向拉力，其应力是否相等？ （ ） （A）不相等； （B）相等； （C）不能确定 3、低碳钢的拉伸过程中，（B）阶段的特点是应力几乎不变。 （ ） A.弹性 B.屈服 C.强化 D.颈缩 4、在保持重量不变的情况下，空心轴与实心轴在强度和刚度方面较好的是 ( ) (A 空心轴 (B)实心轴 (C)两者都一样 (D)以上都不正确 5、下面四个轴向拉压杆件中哪个杆件的轴力图不正确？ （ ） 6、图中，力 F 对 A 点的矩为 （ ） (A) Fcosβ·b (B) Fsinβ·a·a (C) Fcosβ·b+Fsinβ (D) Fcosβ·b－Fsinβ·a 7、若将作用在简支梁中央的集中力分散为靠近支座的两个集中力(如图所示),则此时梁上的最大弯 矩为原来的 ( ) A、0.5 倍； B、1 倍； C、2 倍； D、4 倍
五、作图与计算(58分) 1、画出下图中，AB杆，CD杆的受力分析图。 (不计AB杆、CD杆的重量，B、C、D均为铰链) D 2、一刚性梁ACB由圆杆CD在C点悬挂连接，B端作用有集中载荷F=25kN。己知：CD杆的直径d=20mm, 许用应力[o]=150MPa。1)校核CD杆的强度：2)试求结构的 许可载荷[F]:3)若F=5OkN,试设计CD杆的直径d。 3、传动轴的转速为F500r/min,主动轮A输入功率P1=400kW,从动轮C,B分别输出功率P2=160kW, P3=240kW。己知[t]=70MPa,G=80GPa。(1)画出传动轴的扭矩图：(2)若AC和BC两段选同一直径， 试按照强度条件确定直径d:(3)图中A、B、C三轮的布置是否合理？应如何安排？ 4、如图所示为一小型吊车架的计算简图.横梁BC由22a号工字钢制成，查表得A=42cm2,WZ=309cm3 横梁中点处作用有集中力F=45KN,横梁材料的许用应力[o]=140MPa,试校核BC梁的强度。 30°7 第3页共7页
第 3 页 共 7 页 五、作图与计算（58 分） 1、画出下图中，AB 杆，CD 杆的受力分析图。 （不计 AB 杆、CD 杆的重量， B、C、D 均为铰链） 2、一刚性梁 ACB 由圆杆 CD 在C 点悬挂连接，B 端作用有集中载荷 F=25 kN。已知：CD 杆的直径 d=20mm， 许用应力[σ]=150MPa。1）校核 CD 杆的强度；2）试求结构的 许可载荷[F]；3）若 F=50kN，试设计 CD 杆的直径 d。 3、传动轴的转速为 n=500r/min，主动轮 A 输入功率 P1 =400kW，从动轮 C，B 分别输出功率 P2 =160kW， P3 =240kW。已知[τ]=70MPa， G=80GPa。（1）画出传动轴的扭矩图；(2)若 AC 和 BC 两段选同一直径， 试按照强度条件确定直径 d ；(3)图中 A、B、C 三轮的布置是否合理？应如何安排? 4、如图所示为一小型吊车架的计算简图。横梁 BC 由 22a 号工字钢制成，查表得 A=42cm2 , WZ=309cm3 横梁中点处作用有集中力 F=45KN，横梁材料的许用应力[σ]＝140MPa，试校核 BC 梁的强度。 Me1 A C B Me2 Me3 d1 d2
5、(1)求出支座A、B的约束力(2)画出梁的剪力图及弯矩图（通过计算，在图中标出各关键点的值）。 第4页共7页
第 4 页 共 7 页 5、（1）求出支座 A、B 的约束力（2）画出梁的剪力图及弯矩图（通过计算，在图中标出各关键点的值）
南京工业职业技术学院/第学期期末考试试卷参考答案 课程：机械设计基础出卷人：一考试类型：开卷【】 闭卷【√】 适用班级： 班级 学号 姓名 得分 一、 填空题： 1、刚体，变形体2、轴向拉伸与压缩：剪切：扭转：弯曲：3、线弹性阶段：屈服阶段：强化 分 F 阶段：缩颈断裂阶段：4、 F 5、20N:6、破坏，变形：7、压弯组合变形：弯扭 1 1 ndt 组合变形：拉弯组合变形：弯曲变形 一、 判断题 1、【×】2、【×】3、【√】4、【×】5、【√】6、【√】7、【√】8、【×】 二、 选择题 1、【D】2、【B】3、【B】4、【A】5【P1RnI7InI A 三、 作图与计算 1、 2、(1)∑MA=0,FCx21-Fx31=0 为F 6(25×103N) OCD= A 4πd π(20mm)2 =119.4MPa<[o] =Fa=6F 分-7≤句Fs4g_20m206oP-35x10N=335N 6 6 第5页共7页
第 5 页 共 7 页 南京工业职业技术学院/ 第 学 期 期 末 考 试 试 卷 参 考 答 案 课程： 机械设计基础 出卷人： 考试类型：开卷【 】 闭卷【√】 适用班级： 一、 填空题： 1、刚体 ，变形体 2、轴向拉伸与压缩 ；剪切；扭转；弯曲；3、线弹性阶段；屈服阶段；强化 阶段；缩颈断裂阶段； 4、 2 4 1 d F ， 2 4 1 2 d F ， dt F 5、20N；6、破坏，变形；7、压弯组合变形；弯扭 组合变形；拉弯组合变形；弯曲变形 一、 判断题 1、【×】2、【×】3、【√】4、【×】5、【√】6、【√】7、【√】8、【×】 二、 选择题 1、【D】2、【B】3、【B】4、【A】5、【B】6、【D】7、【A】 三、 作图与计算 1、 2、(1)∑MA =0 ，FCD×2l-F×3l=0 2 3F FCD = (2) 班级 学号 姓名 得分 119.4 MPa [ ] π (20mm) 6(25 10 N) π 4 1 2 3 2 3 2 CD CD = = = = d F A F = = 2 CD CD π 6 d F A F 33.5 10 N 33.5kN 6 π (20mm) (160MPa) 6 π 3 2 2 = = = d F
A 元d s[o] 6F 6(50×103N9=24.4mm π(160MPa) (3) 3、解：(1)计算外力偶矩 M=9549400N-m=7640N-m M2=9549160 50d .N.m =3060 Ndm 500 M.=9549240 N.m=4580N.m 500 A T=-M。1=-7640N.m M a2 T2=-Me3=-4580Nm TT (2)按强度条件tm= 4580N.m 16 di= 16T 2m π] =82.2mm3)将主动轮A按装在两从云 C的受 30° 2 力分析图an30°= 2 an300=3.46m, ∑M。=0,Fc1sm30°-g=0,Fuc=45KN 2 F=F4ccos30°=45 KNcos30° =39KN K=-39KW:Mm==45×346=38,9KW-m 44 OmI=ON+OM= _至+M=-39x10N+389x10N-mm-=136MPa<b]-140MPa AW-42×102mm 309×103mm 故横梁BC满足强度要求。5、解(1)解：对该梁作受力分析 1 1 由∑MB=0,有：qa×5a+F4×2a=qa2 F== 2 490 由∑F=0,有：F4+Fa-qa-qa=0 7 第6页共7页
第 6 页 共 7 页 (3) 3、解：（1）计算外力偶矩 N m 7640 N m 500 400 M e1 = 9549 = N m 3060 N m 500 160 M e2 = 9549 = N m 4580 N m 500 240 Me3 = 9549 = T1 = −Me1 = −7640 Nm T2 = −Me3 = −4580 Nm （2）按强度条件 16 max 3 d T w T n = = mm T d 82.2 [ ] 16 3 1 1 = = 3）将主动轮 A 按装在两从动轮 B、C 之间,受力合理解：（1）横梁 BC 的受 力分析图 BC l 2 tan 300 = , lBC 3.46m tan 30 2 0 = = , MB =0, 0 2 sin 30 − = Fl F l o NAC , FNAC = 45KN KN FCx FNAC KN 39 cos30 45 cos30 0 0 = = = FN = −39KN ; 4 45 3.46 4 max = = Fl M = 38.9KNm = + = + = W M A FN N M max max 3 3 6 2 2 3 309 10 38.9 10 42 10 39 10 mm N mm mm N + =136MPa =140MPa 故横梁 BC 满足强度要求。5、解（1）解：对该梁作受力分析 由 MB =0 ，有： 2 2 2 1 qa a + FA a = qa FA qa 4 1 == 由 FY = 0 ，有： FA + FB − qa − qa = 0 FB qa 4 7 = = = 2 CD CD π 4 1 2 3 d F A F 24.4 mm π (160MPa) 6(50 10 N) π 6 3 = = F d FBxFBy FCx FNAC FCy
F=ga B M F=qa 第7页共7页
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