大连理工大学2025年9月《起重机金属结构》作业考核试题及答案参考

大连理工大学2025年9月《起重机金属结构》作业考核试题及答案参考一、单项选择题（每题3分，共30分）1.起重机金属结构的主要材料是（）。A.合金钢B.普通碳素钢C.有色金属D.不锈钢2.以下哪种结构形式不属于起重机金属结构的基本形式（）。A.桁架结构B.箱形结构C.框架结构D.梁式结构3.起重机金属结构在工作中承受的主要载荷不包括（）。A.自重载荷B.起升载荷C.风载荷D.电磁载荷4.对于起重机金属结构的疲劳计算，主要考虑的应力是（）。A.静应力B.动应力C.交变应力D.冲击应力5.起重机金属结构的连接方式中，（）连接具有连接可靠、传力性能好等优点。A.焊接B.螺栓C.铆钉D.销钉6.下列关于起重机金属结构稳定性的说法，错误的是（）。A.结构的稳定性是指结构在载荷作用下保持其原有平衡状态的能力B.细长压杆可能会发生失稳现象C.增大结构的截面积一定能提高结构的稳定性D.合理的结构形式有助于提高结构的稳定性7.在起重机金属结构设计中，许用应力法是根据（）来确定许用应力的。A.材料的屈服强度B.材料的极限强度C.安全系数和材料的强度指标D.结构的工作级别8.起重机金属结构的疲劳破坏通常是从（）开始的。A.应力集中处B.结构的中心部位C.材料内部缺陷处D.结构的表面9.对于起重机的主梁，其主要的受力形式是（）。A.拉伸B.压缩C.弯曲D.扭转10.起重机金属结构的防腐措施不包括（）。A.涂漆B.镀锌C.采用耐腐蚀材料D.增加结构的厚度二、多项选择题（每题5分，共20分）1.起重机金属结构设计应满足的基本要求有（）。A.强度要求B.刚度要求C.稳定性要求D.疲劳强度要求2.影响起重机金属结构疲劳寿命的因素有（）。A.应力幅B.应力循环次数C.材料的疲劳性能D.结构的制造工艺3.起重机金属结构的焊接接头形式主要有（）。A.对接接头B.角接接头C.T形接头D.搭接接头4.下列属于起重机金属结构常见故障的有（）。A.结构变形B.焊缝开裂C.螺栓松动D.腐蚀三、判断题（每题2分，共10分）1.起重机金属结构只要满足强度要求就可以正常工作。（）2.焊接是起重机金属结构最常用的连接方式。（）3.起重机金属结构的稳定性只与结构的几何形状有关。（）4.提高起重机金属结构的疲劳寿命的关键是降低应力幅。（）5.起重机金属结构的防腐措施可以完全避免结构的腐蚀。（）四、简答题（每题10分，共20分）1.简述起重机金属结构疲劳破坏的特点。2.说明起重机金属结构设计中许用应力法的基本原理。五、计算题（20分）已知某起重机主梁为箱形截面，其截面尺寸为：高度h=1.2m，宽度b=0.6m，腹板厚度tw=8mm，翼缘板厚度tf=12mm。该主梁承受的最大弯矩M=2000kN·m，材料的许用弯曲应力[σ]=180MPa。试校核该主梁的弯曲强度。答案参考一、单项选择题1.B。起重机金属结构主要采用普通碳素钢，因其具有良好的综合性能和经济性。2.C。起重机金属结构的基本形式有桁架结构、箱形结构、梁式结构等，框架结构不属于其基本形式。3.D。起重机金属结构工作中承受自重载荷、起升载荷、风载荷等，电磁载荷一般不是主要承受的载荷。4.C。疲劳计算主要考虑交变应力，因为交变应力会使材料产生疲劳损伤。5.A。焊接连接具有连接可靠、传力性能好等优点，是起重机金属结构常用的连接方式。6.C。增大结构的截面积不一定能提高结构的稳定性，还与结构的长细比等因素有关。7.C。许用应力法根据安全系数和材料的强度指标来确定许用应力。8.A。起重机金属结构的疲劳破坏通常从应力集中处开始，因为应力集中会使局部应力增大。9.C。起重机主梁主要承受弯曲载荷，以支撑起升的重物。10.D。增加结构的厚度不是防腐措施，涂漆、镀锌、采用耐腐蚀材料是常见的防腐措施。二、多项选择题1.ABCD。起重机金属结构设计应满足强度、刚度、稳定性和疲劳强度等基本要求。2.ABCD。应力幅、应力循环次数、材料的疲劳性能和结构的制造工艺都会影响起重机金属结构的疲劳寿命。3.ABCD。起重机金属结构的焊接接头形式主要有对接接头、角接接头、T形接头和搭接接头。4.ABCD。结构变形、焊缝开裂、螺栓松动和腐蚀都是起重机金属结构常见的故障。三、判断题1.×。起重机金属结构除了满足强度要求外，还需满足刚度、稳定性和疲劳强度等要求。2.√。焊接是起重机金属结构最常用的连接方式。3.×。起重机金属结构的稳定性与结构的几何形状、长细比、约束条件等多种因素有关。4.√。降低应力幅是提高起重机金属结构疲劳寿命的关键。5.×。起重机金属结构的防腐措施只能减缓结构的腐蚀，不能完全避免。四、简答题1.起重机金属结构疲劳破坏的特点如下：疲劳破坏是在交变应力作用下发生的，破坏时的应力远低于材料的静强度极限。疲劳破坏具有累积性，需要经过一定的应力循环次数后才会发生。疲劳破坏通常是突然发生的，没有明显的塑性变形，具有较大的危险性。疲劳破坏一般从应力集中处开始，逐渐扩展至整个截面。2.许用应力法的基本原理是：首先确定材料的强度指标，如屈服强度或极限强度。然后根据结构的工作条件、载荷性质和安全要求等因素，选取合适的安全系数。将材料的强度指标除以安全系数，得到许用应力。在设计起重机金属结构时，使结构在各种载荷作用下产生的实际应力不超过许用应力，从而保证结构的安全性和可靠性。五、计算题1.首先计算箱形截面的惯性矩I：箱形截面可看作由一个大矩形减去两个小矩形得到。大矩形的惯性矩I1=(1/12)×b×h³=(1/12)×0.6×1.2³=0.0864m⁴。两个小矩形（腹板部分）的惯性矩I2=2×(1/12)×tw×(h2tf)³=2×(1/12)×0.008×(1.22×0.012)³≈0.0014m⁴。则箱形截面的惯性矩I=I1I2=0.08640.0014=0.085m⁴。2.然后计算最大弯曲应力σmax：根据弯曲正应力公式σmax=M×(h/2)/I。已知M=2000kN·m=2×10⁶N·m，h=1.2m，I=0.08