材料力學(xué)習(xí)題扭轉(zhuǎn).doc

扭 轉(zhuǎn)基 本 概 念 題一、選擇題 (如果題目有5個備選答案，選出25個正確答案，有4個備選答案選出一個正確答案。)1. 圖示傳動軸，主動輪A的輸入功率為PA = 50 kW，從動輪B，C，D，E的輸出功率分別為PB = 20 kW，PC = 5 kW，PD = 10 kW，PE = 15 kW。則軸上最大扭矩出現(xiàn)在( )。ABA段 BAC段 CCD段 DDE段 題1圖2. 圖示單元體的應(yīng)力狀態(tài)中屬正確的純剪切狀態(tài)的是（ ）。 題2圖3. 上題圖示單元體的應(yīng)力狀態(tài)中屬正確的是（ ）。 4. 下列關(guān)于剪應(yīng)力互等定理的論述中正確的是（ ）。A 剪應(yīng)力互等定理是由平衡 B 剪應(yīng)力互等定理僅適用于純剪切的情況 C 剪應(yīng)力互等定理適用于各種受力桿件 D剪應(yīng)力互等定理僅適用于彈性范圍E剪應(yīng)力互等定理與材料的性能無關(guān) 5. 圖示受扭圓軸，其橫截面上的剪應(yīng)力分布圖正確的是( )。 -12- 題5圖6. 實心圓軸，兩端受扭轉(zhuǎn)外力偶作用。直徑為D時，設(shè)軸內(nèi)的最大剪應(yīng)力為，若軸的直徑改為，其它條件不變，則軸內(nèi)的最大剪應(yīng)力變?yōu)? )。A B C D7. 受扭空心圓軸（），在橫截面積相等的條件下，下列承載能力最大的軸是( )。A（實心軸） B C D8. 扭轉(zhuǎn)應(yīng)力公式的適用范圍是（ ）。A各種等截面直桿 B實心或空心圓截面直桿C矩形截面直桿 D彈性變形 E彈性非彈性范圍9. 直徑為D的實心圓軸，最大的容許扭矩為T，若將軸的橫截面積增加一倍，則其最大容許扭矩為（ ）。A B C D10. 材料相同的兩根圓軸，一根為實心，直徑為；另一根為空心，內(nèi)徑為，外徑為，。若兩軸橫截面上的扭矩T，和最大剪應(yīng)力均相同，則兩軸外徑之比為( )。A B C D11. 階梯圓軸及其受力如圖所示，其中AB段的最大剪應(yīng)力與BC段的最大剪應(yīng)力的關(guān)系是( )。A B C D -13- 題12圖 題13圖12. 在圖示的圓軸中，AB段的相對扭轉(zhuǎn)角和BC段的相對扭轉(zhuǎn)角的關(guān)系是( )。A B C D 13. 在上題圖示圓軸左段實心，右段空心，其中右段和左段的最大剪應(yīng)力和之比（ ）。 A3 B16 / 5 C6 D24 / 714. 在上題圖示圓軸中，右段的相對扭轉(zhuǎn)角和左段的相對扭轉(zhuǎn)角的比（ ）。A85 B165 C32 D2415. 受扭圓軸的強度條件和剛度條件均與（ ）有關(guān)。A材料性質(zhì) B扭矩大小 C扭矩轉(zhuǎn)向D圓軸的長度 E圓軸橫截面尺寸二、判斷題(正確的打“”，錯的打“”)1. 受扭圓軸(實心或空心)橫截面上的最小剪應(yīng)力一定等于零。( ) 2. 當(dāng)材料和橫截面積相同時，空心圓軸的抗扭承載能力大于實心圓軸。（ ）3. 在扭轉(zhuǎn)外力偶矩作用處，扭矩圖發(fā)生突變。（ ） 4. 材料和外圓半徑相同時，空心圓軸的抗扭強度大于實心圓軸。( )5. 受扭圓軸橫截面上，半徑相同的點的剪應(yīng)力大小也相同。( )6. 空心和實心圓軸橫截面積相同時，空心圓軸的和值較大。（ ）三、填空題1. 受扭構(gòu)件所受的外力偶矩的作用面與桿軸線（ ）。2. 受扭圓軸的橫截面的內(nèi)力是（ ），應(yīng)力是（ ）。3. 實心圓軸橫截面上（ ）處剪應(yīng)力最大，中心處剪應(yīng)力（ ）。 -14-4. 公式適用于（ ）；式中是（ ），它反映了（ ）。5. 在彈性范圍內(nèi)，若只將等截面圓軸的長度增大一倍，其它條件不變，則圓軸的最大應(yīng)力（ ）；單位長度扭轉(zhuǎn)角（ ），總相對扭轉(zhuǎn)角（ ）。6. 外徑為D，內(nèi)徑為d = 0.5D的空心圓軸，兩端受扭轉(zhuǎn)外力偶矩m作用時，軸內(nèi)最大剪應(yīng)力為。若軸的外徑不變，內(nèi)徑改為，則軸內(nèi)的最大剪應(yīng)力變?yōu)? )。7. 扭轉(zhuǎn)應(yīng)力公式適用（ ）或（ ）截面直桿。8. 材料相同的兩根圓軸，一根為實心軸，直徑為；另一根為空心軸，內(nèi)徑，外徑為，。若兩軸橫截面上的扭矩T和最大剪應(yīng)均相同，則兩軸的橫截面積之比（ ）。9. 一受扭空心圓軸，其內(nèi)外徑之比。軸內(nèi)最大剪應(yīng)力為，這時橫截面上內(nèi)圓周處的剪應(yīng)力（ ）。10. 矩形截面桿受扭時，橫截面上的最大剪應(yīng)力出現(xiàn)在（ ）；的點在（ ）和（ ）處。11. 矩形截面桿受扭時，橫截面上邊緣各點的剪應(yīng)力方向（ ）。計 算 題1. 內(nèi)、外直徑分別為d和D的空心軸，其橫截面的極慣性矩為，抗扭截面系數(shù)為。以上算式是否正確？何故？ 題1圖 -15-2. 階梯形圓軸直徑分別為d1 40 mm，d2 70 mm，軸上裝有三個帶輪，如圖所示。已知由輪3輸入的功率為P3 30 kW，輪1輸出的功率為P1 13 kW，軸作勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速n 200 r/min，材料的剪切許用應(yīng)力 60 MPa，G 80 GPa，許用扭轉(zhuǎn)角2/m。試校核軸的強度和剛度。 題2圖 題3圖3. 機(jī)床變速箱第軸如圖所示，軸所傳遞的功率為P 5.5 kW，轉(zhuǎn)速n 200 r/min，材料為45鋼， 40 MPa。試按強度條件初步設(shè)計軸的直徑。4. 傳動軸的轉(zhuǎn)速為n 500 r/min，主動輪1輸入功率P1 368 kW，從動輪2和3分別輸出功率P2 147 kW，P3 221 kW。已知 70 MPa， 1/m，G 80 GPa。（1）試確定AB段的直徑d1和BC段的直徑d2。（2）若AB和BC兩段選用同一直徑，試確定直徑d。（3）主動輪和從動輪應(yīng)如何安排才比較合理？ 題4圖 題5圖 題6圖5. 設(shè)圓軸橫截面上的扭矩為T，試求四分之一截面上內(nèi)力系的