最新材料力学习题集--(有答案)

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绪 论

一、 是非题

1.1 材料力学主要研究杆件受力后变形与破坏的规律。 ( ) 1.2 内力只能是力。 ( )

1.3 若物体各点均无位移,则该物体必定无变形。 ( ) 1.4 截面法是分析应力的基本方法。 ( ) 二、选择题

1.5 构件的强度是指( ),刚度是指( ),稳定性是指( )。 A. 在外力作用下构件抵抗变形的能力

B. 在外力作用下构件保持其原有的平衡状态的能力

C. 在外力作用下构件抵抗破坏的能力

1.6 根据均匀性假设,可认为构件的( )在各点处相同。 A. 应力 B. 应变

C. 材料的弹性常数

D. 位移

1.7 下列结论中正确的是( ) A. 内力是应力的代数和 B. 应力是内力的平均值 C. 应力是内力的集度 D. 内力必大于应力

参考答案:1.1 √ 1.2 × 1.3 √ 1.4 × 1.5 C,A,B 1.6 C 1.7 C

轴向拉压

一、选择题

1. 等截面直杆CD 位于两块夹板之间,如图示。杆件与夹板间的摩擦力与杆件自重保持平衡。设杆CD 两侧的摩擦力沿轴线方向均匀分布,且两侧摩擦力的集度均为q ,杆CD 的横截面面积为A ,质量密度为ρ,试问下列结论中哪一个是正确的? (A) q gA ρ=;

(B) 杆内最大轴力N max F ql =; (C) 杆内各横截面上的轴力N 2

gAl

F ρ=

(D) 杆内各横截面上的轴力N 0F =。

2. 低碳钢试样拉伸时,横截面上的应力公式N F A σ=适用于以下哪一种情况? (A) 只适用于σ≤p σ; (B) 只适用于σ≤e σ; (C)

3. 在A 和B

和点B 的距离保持不变,绳索的许用拉应力为[]σ

取何值时,绳索的用料最省? (A) 0; (B) 30; (C) 45; (D) 60。

4. 桁架如图示,载荷F 可在横梁(刚性杆)DE 为A ,许用应力均为[]σ(拉和压相同)。求载荷F 的许用值。以下四种答案中哪一种是正确的? (A)

[]2A σ; (B) 2[]3

A

σ; (C) []A σ; (D) 2[]A σ。

5. 一种是正确的?

(A) 外径和壁厚都增大;

(B) 外径和壁厚都减小; (C) 外径减小,壁厚增大; (D) 外径增大,壁厚减小。 6. 三杆结构如图所示。今欲使杆3的轴力减小,问应采取以下哪一种措施? (A) 加大杆3的横截面面积;

(B) 减小杆3的横截面面积;

(C) 三杆的横截面面积一起加大;

(D) 增大α角。

7. 图示超静定结构中,梁AB 为刚性梁。设l ?示杆1的伸长和杆2的正确答案是下列四种答案中的哪一种? (A) 12sin 2sin l l αβ?=?; (B) 12cos 2cos l l αβ?=?; (C) 12sin 2sin l l βα?=?; (D) 12cos 2cos l l βα?=?。

8. 图示结构,AC 为刚性杆,杆1和杆2力变化可能有以下四种情况,问哪一种正确? (A) 两杆轴力均减小; (B) 两杆轴力均增大;

(C) 杆1轴力减小,杆2轴力增大; (D) 杆1轴力增大,杆2轴力减小。

9. 结构由于温度变化,则: (A) (B) (C)

(D) 10. n-n (A) (C) 11. 12. 13. 14. 1A 是题1-14答案:

1. D

2. D

3. C

4. B

5. B

6. B

7. C

8. C

9. B 10. B

11. Fl EA ;

12. a

b ;椭圆形 13. 22gl gl E ρρ, 14. >,= 一、 是非题

2.1 使杆件产生轴向拉压变形的外力必须是一对沿杆件轴线的集中力。 ( )

2.2 轴力越大,杆件越容易被拉断,因此轴力的大小可以用来判断杆件的强度。 ( ) 2.3 内力是指物体受力后其内部产生的相互作用力。 ( ) 2.4 同一截面上, σ 必定大小相等,方向相同。 ( )

2.5 杆件某个横截面上,若轴力不为零,则各点的正应力均不为零。 ( ) 2.6 δ、 y 值越大,说明材料的塑性越大。 ( )

2.7 研究杆件的应力与变形时,力可按力线平移定理进行移动。 ( ) 2.8 杆件伸长后,横向会缩短,这是因为杆有横向应力存在。 ( ) 2.9 线应变 e 的单位是长度。 ( )

2.10 轴向拉伸时,横截面上正应力与纵向线应变成正比。 ( ) 2.11 只有静不定结构才可能有温度应力和装配应力。 ( )

2.12 在工程中,通常取截面上的平均剪应力作为联接件的名义剪应力。 ( ) 2.13 剪切工程计算中,剪切强度极限是真实应力。 ( ) 二、选择题

2.14变形与位移关系描述正确的是( )

A. 变形是绝对的,位移是相对的

B. 变形是相对的,位移是绝对的

C. 两者都是绝对的

D. 两者都是相对的 2.15轴向拉压中的平面假设适用于( )

A. 整根杆件长度的各处

B. 除杆件两端外的各处

C. 距杆件加力端稍远的各处

2.16长度和横截面面积均相同的两杆,一为钢杆,一为铝杆,在相同的拉力作用下( ) A. 铝杆的应力和钢杆相同,而变形大于钢杆 B. 铝杆的应力和钢杆相同,而变形小于钢杆 C. 铝杆的应力和变形都大于钢杆 D. 铝杆的应力和变形都小于钢杆

2.17一般情况下,剪切面与外力的关系是( )。 A . 相互垂直 B . 相互平行 C . 相互成 45 度 D . 无规律

2.18如图所示,在平板和受拉螺栓之间垫上一个垫圈,可以提高( )强度。 A . 螺栓的拉伸 B . 螺栓的剪切 C . 螺栓的挤压 D . 平板的挤压 参考答案

2.1 × 2.2 × 2.3 √ 2.4 × 2.5 × 2.6 √ 2.7 × 2.8 × 2.9 ×2.10 × 2.11 √2.12 √ 2.13 ×

2.14 A 2.15 C 2.16 A 2.17 B 2.18 D

材料的力学性能

1. 工程上通常以伸长率区分材料,对于脆性材料有四种结论,哪一个是正确? (A) 5%d < ; (B) 0.5%d < ; (C) 2%d < ; (D) 0.2%d < 。

2. 对于没有明显屈服阶段的塑性材料,通常以0.2s 表示屈服极限。其定义有以下四个结论,正确的是哪一个?

(A) 产生2%的塑性应变所对应的应力值作为屈服极限; (B) 产生0.02%的塑性应变所对应的应力值作为屈服极限; (C) 产生0.2%的塑性应变所对应的应力值作为屈服极限; (D) 产生0.2%的应变所对应的应力值作为屈服极限。

3. 关于材料的冷作硬化现象有以下四种结论,正确的是哪一个? (A) 由于温度降低,其比例极限提高,塑性降低; (B) 由于温度降低,其弹性模量提高,泊松比减小; (C) 经过塑性变形,其比例极限提高,塑性降低; (D) 经过塑性变形,其弹性模量提高,泊松比减小。

4. 关于材料的塑性指标有以下结论,哪个是正确的?

(A) s s 和d ; (B) s s 和ψ; (C) d 和ψ; (D) s s 、d 和ψ。

5. 用标距50 mm 和100 mm 的两种拉伸试样,测得低碳钢的屈服极限分别为s1s 、s2s ,伸长率分别为5d 和10d 。比较两试样的结果,则有以下结论,其中正确的是哪一个?

(A )s1s2s s <,510d d >; (B )s1s2s s <,510d d =; (C )s1s2s s =,510d d >; (D )s1s2s s =,510d d =。

6. 圆柱形拉伸试样直径为d ,常用的比例试样其标距长度l 是 或 。

7. 低碳钢拉伸试验进入屈服阶段以后,发生 性变形。(填“弹”、“塑”、“弹塑”)

8. 低碳钢拉伸应力-应变曲线的上、下屈服极限分别为s1s 和s2s ,则其屈服极限s s 为 。

9. 灰口铸铁在拉伸时,从很低的应力开始就不是直线,且没有屈服阶段、强化阶段和局部变形阶段,因此,在工程计算中,通常取总应变为_______%时应力-应变曲线的割线斜率来确定其弹性模量,称为割线弹性模量。

10. 混凝土的标号是根据其_________强度标定的。

11. 混凝土的弹性模量规定以压缩时的s e -曲线中 s = 时的割线来确定。 12. 铸铁材料(根据拉伸、压缩、扭转)性能排序:抗拉_______抗剪_______抗压。

参考答案:1. A 2. C 3. C 4. C 5. C 6. 5d ; 10d 7. 弹塑 8. s2s 9. 0.1 10. 压缩 11. b 0.4σ 12. <;<

剪切与挤压的实用计算

1. 图示木接头,水平杆与斜杆成α角,其挤压面积为bs A 为

(A )bh ; (B )tan bh α ; (C )

cos bh α ; (D )cos sin bh

αα? 。 答:C

2. 图示铆钉连接,铆钉的挤压应力bs σ

(A )2

2π F

d ; (B )2F d δ;

(C )

2F b δ ; (D )2

4πF

d 。 答:B

3. 切应力互等定理是由单元体

(A )静力平衡关系导出的; (B )几何关系导出的; (C )物理关系导出的; (D )强度条件导出的。 答:A

4. 销钉接头如图所示。销钉的剪切面面积为 ,挤压面面积 。

答:2bh ;bd

5.

和,挤压面面积

为。

答:ab;bd;bc

6. 图示厚度为δ

为。

答:4aδ;2a

7. 图示直径为d

力F,则基座剪切面的剪力

答:

()

22

S2

π

4

π4

D d

F

F

D

-

=?

扭转

1. 一直径为

1

D的实心轴,另一内径为d, 外径为D, 内外径之比为

22

d D

α=的空心轴,若

两轴横截面上的扭矩和最大切应力均分别相等,则两轴的横截面面积之比

12

/

A A有四种答案:

(A) 2

-;(B)(C) (D) 。

2. 圆轴扭转时满足平衡条件,但切应力超过比例极限,有下述四种结论:

(A) (B) (C) (D)

切应力互等定理:成立不成立不成立成立

剪切胡克定律:成立不成立成立不成立

3. 一内外径之比为/d D

α=的空心圆轴,当两端承受扭转力偶时,若横截面上的最大切应力为τ,则内圆周处的切应力有四种答案:

(A) τ;(B) ατ;(C) 3

(1)

ατ

-;(D) 4

(1)

ατ

-。

4. 长为l、半径为r、扭转刚度为p

GI的实心圆轴如图所示。扭转时,表面的纵向线倾斜了γ角,在小变形情况下,此轴横截面上的扭矩T及两端截面的相对扭转角?有四种答案:

(B) p ()T l GI γ=,l r ?γ=; (C) p T GI r γ=,l r ?γ=; (D) p T GI r =,

?=

5. (A) “平面假设”(B) (C) (D)

6. (A) 必最大; (B)

7. 图示圆轴AB 的切变模量G ,截面C (A) 43π128d G a ?; (C) 43π32d G a ?;

8. 一直径为1D 若两轴的长度、材料、21W W = 。

9. 弹塑性材料, 等直圆轴的极限扭矩是刚开始出现塑性变形时扭矩的 倍。10. 矩形截面杆扭转变形的主要特征是 。

1-10题答案:1. D 2. D 3. B 4. C 5. B 6. C 7. B 8. 0.47

9. 横截面上的切应力都达到屈服极限时圆轴所能承担的扭矩;4/3 10. 横截面翘曲

一、是非题

3.1 在单元体两个相互垂直的截面上,剪应力的大小可以相等,也可以不等。 ( ) 3.2 扭转剪应力公式 可以适用于任意截面形状的轴。 ( ) 3.3 受扭转的圆轴,最大剪应力只出现在横截面上。 ( )

3.4 圆轴扭转时,横截面上既有正应力,又有剪应力。 ( )

3.5 矩形截面杆扭转时,最大剪应力发生于矩形长边的中点。 ( ) 二、选择题

3.6 根据圆轴扭转的平面假设,可以认为圆轴扭转时横截面( )。 A. 形状尺寸不变,直线仍为直线 B. 形状尺寸改变,直线仍为直线 C. 形状尺寸不变,直线不保持直线 D. 形状尺寸改变,直线不保持直线

3.7 已知图( a )、图( b )所示两圆轴的材料和横截面面积均相等。若图( a )所示 B 端面相对于固定端 A 的扭转角是

,则图( b )所示 B 端面相对于固定端 A 的扭转角

是( )。 A. B.2 C. 3

D.4

参考答案: 3.1 × 3.2 × 3.3 × 3.4 × 3.5 √ 3.6 A 3.7 D

弯曲内力

1. 长l 的梁用绳向上吊起,如图所示。钢绳绑扎处离梁端部的距离为x 。梁内由自重引起的最大弯矩|M |max 为最小时的x

(A) /2l ; (B) /6l ;

(C) 1)/2l ;

(D) 1)/2l 。

2. 多跨静定梁的两种受载情况如图(a)、(b)(A) 两者的剪力图相同,弯矩图也相同;

(B) 两者的剪力图相同,弯矩图不同; (C) 两者的剪力图不同,弯矩图相同;

(D)

3. 图示(a)、(b)两根梁,它们的

(A) 剪力图、弯矩图都相同;

(B) 剪力图相同,弯矩图不同;

(C) 剪力图不同,弯矩图相同;(D) 剪力图、弯矩图都不同。

4. 图示梁,当力偶M e (A) 剪力图、弯矩图都改变;

(B) 剪力图不变,只弯矩图改变; (C) 弯矩图不变,只剪力图改变; (D) 剪力图、弯矩图都不变。

需在B 端加多大的集中力偶矩(将大小和方向标在图上)。

10. 简支梁受载如图,欲使A =e21e /M M

1-10题答案:1. C 2. D 3. B 4. B

5. 28e 2M ql -;42ql ;22ql

6. ??

?

??-a l a F 24 7. m 0 m (x ) 9. 10. 1/2

一 是非题4.1 按力学等效原则,将梁上的集中力平移不会改变梁的内力分布。 ( )

4.2 当计算梁的某截面上的剪力时,截面保留一侧的横向外力向上时为正,向下时为负。 ( )

4.3 当计算梁的某截面上的弯矩时,截面保留一侧的横向外力对截面形心取的矩一定为正。 ( )

4.4 梁端铰支座处无集中力偶作用,该端的铰支座处的弯矩必为零。 ( ) 4.5 若连续梁的联接铰处无载荷作用,则该铰的剪力和弯矩为零。 ( ) 4.6 分布载荷 q ( x ) 向上为负,向下为正。 ( ) 4.7 最大弯矩或最小弯矩必定发生在集中力偶处。 ( )

4.8 简支梁的支座上作用集中力偶 M ,当跨长 L 改变时,梁内最大剪力发生改变,而最大弯矩不改变。 ( ) 2

4.9 剪力图上斜直线部分可以有分布载荷作用。()

4.10 若集中力作用处,剪力有突变,则说明该处的弯矩值也有突变。()

二.选择题

4.11 用内力方程计算剪力和弯矩时,横向外力与外力矩的正负判别正确的是()

A. 截面左边梁内向上的横向外力计算的剪力及其对截面形心计算的弯矩都为正

B. 截面右边梁内向上的横向外力计算的剪力及其对截面形心计算的弯矩都为正

C. 截面左边梁内向上的横向外力计算的剪力为正,向下的横向外力对截面形心计算的弯矩为正

D. 截面右边梁内向上的横向外力计算的剪力为正,该力对截面形心计算的弯矩也为正

4.12 对剪力和弯矩的关系,下列说法正确的是()

A. 同一段梁上,剪力为正,弯矩也必为正

B. 同一段梁上,剪力为正,弯矩必为负

C. 同一段梁上,弯矩的正负不能由剪力唯一确定

D. 剪力为零处,弯矩也必为零.

4.13 以下说法正确的是()

A. 集中力作用出,剪力和弯矩值都有突变

B. 集中力作用出,剪力有突变,弯矩图不光滑

C. 集中力偶作用处,剪力和弯矩值都有突变

D. 集中力偶作用处,剪力图不光滑,弯矩值有突变

4.14简支梁受集中力偶Mo 作用,如图所示。以下结论错误的是()

A. b =0 时,弯矩图为三角形

B. a =0 时,弯矩图为三角形

C. 无论C 在何处,最大弯矩必为Mo

D. 无论C 在何处,最大弯矩总在 C 处

参考答案:4.1 × 4.2 × 4.3 × 4.4 √ 4.5 × 4.6 × 4.7 × 4.8 √ 4.9 √ 4.10 × 4.11 A 4.12 C 4.13 B 4.14 C

弯曲应力

1. 圆形截面简支梁A、B套成,A、B层

间不计摩擦,材料的弹性模量2

B A

E E

=。

求在外力偶矩

e

M作用下,A、B中最大

正应力的比值max

min

A

B

σ

σ

有4个答案:

(A)

1

6

;(B)

1

4

;(C)

1

8

;(D)

1

10

答:B

2. 矩形截面纯弯梁,材料的抗拉

弹性模量t E 大于材料的抗压弹性模量c E ,则正应力在截面上的分布图有以下4种答案: 答:C

一、是非题

5.1 梁在纯弯曲时,变形后横截面保持为平面,且其形状、大小均保持不变。 ( ) 5.2 图示梁的横截面,其抗弯截面系数

和惯性矩

分别为以下两式:

5.3 梁在横力弯曲时,横截面上的最大剪应力不一定 发生在截面的中性轴上。 ( ) 5.4 设梁的横截面为正方形,为增加抗弯截面系数,提高梁的强度,应使中性轴通过正方形的对角线。 ( )

5.5 杆件弯曲中心的位置只与截面的几何形状和尺寸有关,而与载荷无关。 ( ) 二、选择题

5.6 设计钢梁时,宜采用中性轴为( )的截面;设计铸铁梁时,宜采用中性轴为( )的截面。

A. 对称轴

B. 偏于受拉边的非对称轴

C. 偏于受压边的非对称轴

D. 对称或非对称轴

5.7 图示两根矩形截面的木梁按两种方式拼成一组合梁(拼接的面上无粘胶),梁的两端受力偶矩

作用,以下结论中( )是正确的。

A. 两种情况

相同

B. 两种情况正应力分布形式相同

C. 两种情况中性轴的位置相同

D. 两种情况都属于纯弯曲

5.8 非对称的薄壁截面梁承受横向力时,若要求梁只产生平面弯曲而不发生扭转,则横向力作用的条件是( )。

A. 作用面与形心主惯性平面重合

B. 作用面与形心主惯性平面平行

C. 通过弯曲中心的任意平面

D. 通过弯曲中心,且平行于形心主惯性平面

参考答案:5.1 × 5.2 √ 5.3 √ 5.4 × 5.5 √ 5.6 A,B 5.7 D 5.8 D

弯曲变形

1. 已知梁的弯曲刚度EI 为常数,今欲使梁的挠曲线在x =l /3处出现一拐点,则比值M e1/M e2为: (A) M e1/M e2=2; (B) M e1/M e2=3;

(C) M e1/M e2=1/2; (D) M e1/M e2=1/3。

答:C

2. 外伸梁受载荷如图示,其挠

曲线的大致形状有下列(A)、(B)、

(C),(D)四种:

答:B

3. 线近似微分方程为:

(A) 2S S d d ,,d d F M F q x x ==

(B) S S 2d d ,,d d d F M F q x x x EI

=-=-=; (C) 2S S 2d d d ()

,,d d d F M w M x F q x x x EI

=-==-

; (D) 2S S 2d d d ()

,,d d d F M w M x F q x x x EI ==-=-

。 答:B

4. 弯曲刚度为EI 的悬臂梁受载荷如图示,自由端的

挠度2

3e 32B M l Fl w EI EI

=+

(↓) 则截面C 处挠度为:

(A)32e 223323M F l l EI EI ????+ ? ?????(↓); (B)323323F l EI EI ?? ?????

(C)32e (/3)223323M Fl F l l EI EI +????+ ? ?????(↓); (D)32

e (/3)223323M Fl F l l EI EI -????

+ ? ?????(↓)。 答:C

5. 画出(a)、(b)、(c)三种梁的挠曲线大致形状。

答:

6. 试画出图示梁的挠曲线大致形状。 答:

(C)(a)

(a)

(b)

7. 正方形截面梁分别按(a)、(b)两种形式放置,则两者间的弯曲刚度关系为下列中的哪一种: (A) (a)>(b); (B) (a)<(b);

(C) (a)=(b); (D) 不一定。 答:C

一、是非题

6.1 梁内弯矩为零的横截面其挠度也为零。 ( ) 6.2 梁的最大挠度处横截面转角一定等于零。 ( )

6.3 绘制挠曲线的大致形状,既要根据梁的弯矩图,也要考虑梁的支承条件。 ( )

6.4 静不定梁的基本静定系必须是静定的和几何不变的。 ( ) 6.5 温度应力和装配应力都将使静不定梁的承载能力降低。 ( ) 二、选择题

6.6 等截面直梁在弯曲变形时,挠曲线曲率最大发生在( )处。 A. 挠度最大 B. 转角最大 C. 剪力最大 D. 弯矩最大

6.7 将桥式起重机的主钢梁设计成两端外伸的外伸梁较简支梁有利,其理由是( )。 A. 减小了梁的最大弯矩值 B. 减小了梁的最大剪力值 C. 减小了梁的最大挠度值 D.增加了梁的抗弯刚度值

6.8 图示两梁的抗弯刚度 EI 相同,载荷 q 相同, 则下列结论中正确的是( )。 A. 两梁对应点的内力和位移相同 B. 两梁对应点的内力和位移相同 C. 内力相同,位移不同 D. 内力不同,位移相同

6.9为提高梁的抗弯刚度,可通过( )来实现。 A. 选择优质材料

B. 合理安排梁的支座,减小梁的跨长

C. 减少梁上作用的载荷

D. 选择合理截面形状

参考答案:6.1 ×6.2 ×6.3 ×6.4 √6.5 × 6.6 D 6.7 A,C 6.8 C 6.9 B,D

(a)

应力状态强度理论一、是非题

8.1 纯剪切单元体属于单向应力状态。()

8.2 纯弯曲梁上任一点的单元体均属于二向应力状态。()8.3 不论单元体处于何种应力状态,其最大剪应力均等于。(

8.4

8.5

二、选择题

8.6 过受力构件内任一点,取截面的不同方位,各个面上的(

A. 正应力相同,剪应力不同

B. 正应力不同,剪应力相同

C. 正应力相同,剪应力相同

D. 正应力不同,剪应力不同

8.7 在单元体的主平面上()。

A. 正应力一定最大

B. 正应力一定为零

C. 剪应力一定最小

D. 剪应力一定为零

8.8 当三向应力圆成为一个圆时,主应力一定满足()。

8.9以下几种受力构件中,只产生体积改变比能的是();只产生形状改变比能的是()。

A. 受均匀内压的空心圆球

B. 纯扭转的圆轴

C. 轴向拉伸的等直杆

D. 三向等压的地层岩块

8.10以下四种受力构件,需用强度理论进行强度校核的是()。

A. 承受水压力作用的无限长水管

B. 承受内压力作用的两端封闭的薄壁圆筒

C. 自由扭转的圆轴

D. 齿轮传动轴

8.11对于危险点为二向拉伸应力状态的铸铁构件,应使用()强度理论进行计算。

A. 第一

B. 第二

C. 第一和第二

D. 第三和第四

MPa

8.12图示两危险点应力状态,其中 ,按第四强度理论比较危险程度,则( )。

A. a 点较危险

B. 两者危险程度相同

C. b 点较危险

D. 不能判断

参考答案:8.1 ×8.2 ×8.3 √8.4 ×8.5 ×

8.6 D 8.7 D 8.8 D 8.9 D ,B 8.10 B , D 8.11 A 8.12 B

组合变形

1. 偏心压缩杆,截面的中性轴与外力作用点位于截面形心的两侧,则外力作用点到形心的距离e 和中性轴到形心的距离d 之间的关系有四种答案:

(A) e d =; (B) e d >; (C) e 越小,d 越大; (D) e 越大,d 越大。 答:C

2. 三种受压杆件如图所示,杆1、杆2与杆3

最大压应力(绝对值)分别为max1σ、max 2σ和max 3σ现有下列四种答案: (A)max1max 2max 3σσσ==; (B)max1max 2max 3σσσ>=; (C)max 2max1max 3σσσ>=; (D)max1max3σσσ<=max2。

答:C

3.

重合)。立柱受沿图示a-a (A)斜弯曲与轴向压缩的组合; (B)平面弯曲与轴向压缩的组合; (C)斜弯曲; (D)平面弯曲。

答:B

4. (A) A 点; (B) B 点;

(C) C 点; (D) D 点。 答:C 5.

应力将是不开口杆的 倍: (A) 2倍; (B) 4倍; (C) 8倍; (D) 16倍。 答:C

6. 三种受压杆件如图所示,杆1、杆2与杆3中的最大压应力(绝对值)分别为max1σ、max 2σ和max 3σ,现有下列四种答案: (A)max1max 2max3σσσ<<; (B)max1max 2max3σσσ<=; (C)max1max3max 2σσσ<<; (D)max1max 3max 2σσσ=<。

答:C

7. 正方形等截面立柱,受纵向压力F

移至B 时,柱内最大压应力的比值

max

max

A B σσ(A) 1:2; (B) 2:5; (C) 4:7; (D) 5:2。 答:C

8. (A)轴向压缩和平面弯曲的组合;

(B)轴向压缩、平面弯曲和扭转的组合; (C)缩和斜弯曲的组合;

(D)轴向压缩、斜弯曲和扭转的组合。 答:C

一、是非题

9.1 9.2 9.3 对于偏心拉伸或偏心压缩杆件,都可以采用限制偏心矩的方法,以达到使全部截面上都不出现拉应力的目的。 ( )

9.4 直径为 d 的圆轴,其危险截面上同时承受弯矩 M 、扭矩 T 及轴力 N 的作用。若按第三强度理论计算,则危险点处的

9.5 图示矩形截面梁,其最大拉应力发生在固定端截面的 a 点处。 ( )

二、选择题

9.6 图( a )杆件承受轴向拉力F ,若在杆上分别开一侧、两侧切口如图( b )、图( c )所示。令杆( a )、( b )、( c )中的最大拉应力分别为和,则下列结论中()是错误的。

A. B.

C. D.

9.7 对于偏心压缩的杆件,下述结论中()是错误的。

A. 截面核心是指保证中性轴不穿过横截面的、位于截面形心附近的一个区域

B. 中性轴是一条不通过截面形心的直线

C. 外力作用点与中性轴始终处于截面形心的相对两边

D. 截面核心与截面的形状、尺寸及载荷大小有关

参考答案:9.1 × 9.2 √ 9.3 × 9.4 √ 9.5 √ 9.6 C 9.7 D

压杆稳定

一、是非题

14.1 由于失稳或由于强度不足而使构件不能正常工作,两者之间的本质区别在于:前者构件的平衡是不稳定的,而后者构件的平衡是稳定的。()

14.2 压杆失稳的主要原因是临界压力或临界应力,而不是外界干扰力。()

14.3 压杆的临界压力(或临界应力)与作用载荷大小有关。()

14.4 两根材料、长度、截面面积和约束条件都相同的压杆,其临界压力也一定相同。()

14.5 压杆的临界应力值与材料的弹性模量成正比。()

二、选择题

14.6 在杆件长度、材料、约束条件和横截面面积等条件均相同的情况下,压杆采用图()所示的截面形状,其稳定性最好;而采用图()所示的截面形状,其稳定性最差。

14.7一方形横截面的压杆,若在其上钻一横向小孔(如图所示),则该杆与原来相比()。

A. 稳定性降低,强度不变

B. 稳定性不变,强度降低

C. 稳定性和强度都降低

D. 稳定性和强度都不变

14.8 若在强度计算和稳定性计算中取相同的安全系数,则在下列说法中,()是正确的。

A. 满足强度条件的压杆一定满足稳定性条件

B. 满足稳定性条件的压杆一定满足强度条件

C. 满足稳定性条件的压杆不一定满足强度条件

D. 不满足稳定性条件的压杆不一定满足强度条件

参考答案:14.1 √14.2 √14.3 ×14.4 ×14.5 ×14.6 D ,B 14.7 B 14.8 B

工程力学_静力学与材料力学课后习题答案

1-1试画出以下各题中圆柱或圆盘的受力图。与其它物体接触处的摩擦力均略去。 解: 1-2 试画出以下各题中AB 杆的受力图。 (a) B (b) (c) (d) A (e) A (a) (b) A (c) A (d) A (e) (c) (a)

解: 1-3 试画出以下各题中AB 梁的受力图。 解: (e) B B (a) B (b) (c) F B (a) (c) F (b) (d) (e) F

1-4 试画出以下各题中指定物体的受力图。 (a) 拱ABCD ;(b) 半拱AB 部分;(c) 踏板AB ;(d) 杠杆AB ;(e) 方板ABCD ;(f) 节点B 。 解: (d) D (e) F Bx (a) (b) (c) (d) D (e) W (f) (a) D (b) B (c) B F D F

1-5 试画出以下各题中指定物体的受力图。 (a) 结点A,结点B;(b) 圆柱A和B及整体;(c) 半拱AB,半拱BC及整体;(d) 杠杆AB,切刀CEF及整体;(e) 秤杆AB,秤盘架BCD及整体。 解:(a) (b) (c) (d) AT F BA F (b) (e)

(c) (d) (e) C A A C ’C D D B

2-2 杆AC 、BC 在C 处铰接,另一端均与墙面铰接,如图所示,F 1和F 2作用在销钉C 上, F 1=445 N ,F 2=535 N ,不计杆重,试求两杆所受的力。 解:(1) 取节点C 为研究对象,画受力图,注意AC 、BC 都为二力杆, (2) 列平衡方程: 1 214 0 sin 60053 0 cos6005207 164 o y AC o x BC AC AC BC F F F F F F F F F N F N =?+-==?--=∴==∑∑ AC 与BC 两杆均受拉。 2-3 水平力F 作用在刚架的B 点,如图所示。如不计刚架重量,试求支座A 和D 处的约束 力。 解:(1) 取整体ABCD 为研究对象,受力分析如图,画封闭的力三角形: (2) F 1 F F D F F A F D

材料力学A弯曲应力作业答案

1. 图示悬臂梁,横截面为矩形,承受载荷F 1与F 2作用,且F 1=2 kN ,F 2=5 kN ,试计算梁 内的最大弯曲正应力,及该应力所在截面上K 点处的弯曲正应力。 解:(1) 画梁的弯矩图 (2) 最大弯矩(位于F 2作用点所在横截面): M max =2kNm (3) 计算应力: 最大应力:MPa W M Z 9.4661080401029 23 max max =???==-σ K 点的应力:MPa I y M Z K 2.3512 1080401021233 max =???== -σ 1 z

5. 铸铁梁的载荷及截面尺寸如图所示。许用拉应力[σl ]=40 MPa ,许用压应力[σc ]=160 MPa 。 试按正应力强度条件校核梁的强度。若载荷不变,但将T 形截面倒置成为⊥形,是否 合理?何故? 解:(1) 画梁的弯矩图 由弯矩图知:可能危险截面是B 和C 截面 (2) 计算截面几何性质 形心位置和形心惯性矩 mm A y A y i Ci i C 5.15730 20020030100 3020021520030=?+???+??=∑∑= 4 6232 310125.60200 30)1005.157(12 2003020030)5.157215(1230200m I zC -?=??-+?+??-+?=(3) 强度计算 B 截面的最大压应力 3max 6 20100.157552.4 []60.12510 B C C C zC M y MPa I σσ-??===?p B 截面的最大拉应力 3max 6 (0.23)2010(0.230.1575) 24.12 []60.12510B C t t zC M y MPa I σσ--?-===?p C 截面的最大拉应力 3max 6 10100.157526.2 []60.12510 C C t t zC M y MPa I σσ-??===?p 梁的强度足够。 (4) 讨论:当梁的截面倒置时,梁内的最大拉应力发生在B 截面上。 3max 6 20100.157552.4 []60.12510 B C t t ZC M y MPa I σσ-??===?f 梁的强度不够。 x

钢筋混凝土材料的力学性能 复习题

第一章 钢筋混凝土的材料力学性能 一、填空题: 1、《混凝土规范》规定以 强度作为混凝土强度等级指标。 2、测定混凝土立方强度标准试块的尺寸是 。 3、混凝土的强度等级是按 划分的,共分为 级。 4、钢筋混凝土结构中所用的钢筋可分为两类:有明显屈服点的钢筋和无明显屈服点 的钢筋,通常称它们为 和 。 5、钢筋按其外形可分为 、 两大类。 6、HPB300、 HRB335、 HRB400、 RRB400表示符号分别为 。 7、对无明显屈服点的钢筋,通常取相当于于残余应变为 时的应力作为名 义屈服点,称为 。 8、对于有明显屈服点的钢筋,需要检验的指标有 、 、 、 等四项。 9、对于无明显屈服点的钢筋,需要检验的指标有 、 、 等三项。 10、钢筋和混凝土是两种不同的材料,它们之间能够很好地共同工作是因 为 、 、 。 11、钢筋与混凝土之间的粘结力是由 、 、 组成的。其 中 最大。 12、混凝土的极限压应变cu ε包括 和 两部分, 部分越 大,表明变形能力越 , 越好。 13、钢筋的冷加工包括 和 ,其中 既提高抗拉又提高抗 压强度。 14、有明显屈服点的钢筋采用 强度作为钢筋强度的标准值。 15、钢筋的屈强比是指 ,反映 。 二、判断题: 1、规范中,混凝土各种强度指标的基本代表值是轴心抗压强度标准值。( ) 2、混凝土强度等级是由一组立方体试块抗压后的平均强度确定的。( ) 3、采用边长为100mm 的非标准立方体试块做抗压试验时,其抗压强度换算系数为 0.95。( ) 4、采用边长为200mm 的非标准立方体试块做抗压试验时,其抗压强度换算系数为 1.05。( ) 5、对无明显屈服点的钢筋,设计时其强度标准值取值的依据是条件屈服强度。( ) 6、对任何类型钢筋,其抗压强度设计值y y f f '=。( )

工程力学材料力学答案-第十章

10-1 试计算图示各梁指定截面(标有细线者)的剪力与弯矩。 解:(a) (1) 取A +截面左段研究,其受力如图; 由平衡关系求内力 0SA A F F M ++== (2) 求C 截面内力; 取C 截面左段研究,其受力如图; 由平衡关系求内力 2 SC C Fl F F M == (3) 求B -截面内力 截开B -截面,研究左段,其受力如图; 由平衡关系求内力 SB B F F M Fl == q B (d) (b) (a) SA+ M A+ SC M C A SB M B

(b) (1) 求A 、B 处约束反力 e A B M R R l == (2) 求A +截面内力; 取A +截面左段研究,其受力如图; e SA A A e M F R M M l ++=-=- = (3) 求C 截面内力; 取C 截面左段研究,其受力如图; 22 e e SC A A e A M M l F R M M R l +=-=- =-?= (4) 求B 截面内力; 取B 截面右段研究,其受力如图; 0e SB B B M F R M l =-=- = (c) (1) 求A 、B 处约束反力 e M A+ M C B R B M B

A B Fb Fa R R a b a b = =++ (2) 求A +截面内力; 取A +截面左段研究,其受力如图; 0SA A A Fb F R M a b ++== =+ (3) 求C -截面内力; 取C -截面左段研究,其受力如图; SC A C A Fb Fab F R M R a a b a b --== =?=++ (4) 求C +截面内力; 取C +截面右段研究,其受力如图; SC B C B Fa Fab F R M R b a b a b ++=-=- =?=++ (5) 求B -截面内力; 取B -截面右段研究,其受力如图; 0SB B B Fa F R M a b --=-=- =+ (d) (1) 求A +截面内力 取A +截面右段研究,其受力如图; A R SA+ M A+ R A SC- M C- B R B M C+ B R B M q B M

材料力学习题解答弯曲应力

6.1. 矩形截面悬臂梁如图所示,已知l =4 m , b / h =2/3,q =10 kN/m ,[σ]=10 MPa ,试确 定此梁横截面的尺寸。 解:(1) 画梁的弯矩图 由弯矩图知: 2max 2 ql M = (2) 计算抗弯截面系数 32 323669 h bh h W === (3) 强度计算 2 2max max 33912[]29 416 277ql M ql h W h h mm b mm σσ= ==?≤∴≥==≥ 6.2. 20a 工字钢梁的支承和受力情况如图所示,若[σ]=160 MPa ,试求许可载荷。 解:(1) 画梁的弯矩图 由弯矩图知: No20a x ql 2x

max 23 P M = (2) 查表得抗弯截面系数 6323710W m -=? (3) 强度计算 max max 66 22 3[] 33[]3237101601056.8822 P M P W W W W P kN σσσ-===?≤????∴≤== 取许可载荷 []57P kN = 6.3. 图示圆轴的外伸部分系空心轴。试作轴弯矩图,并求轴内最大正应力。 解:(1) 画梁的弯矩图 由弯矩图知:可能危险截面是C 和B 截面 (2) 计算危险截面上的最大正应力值 C 截面: 3max 33 32 1.341063.20.0632 C C C C C M M MPa d W σππ??====? B 截面: 3max 34 3444 0.91062.10.060.045(1)(1)32320.06B B B B B B B M M MPa D d W D σππ?====?-- (3) 轴内的最大正应力值 MPa C 2.63max max ==σσ x

材料力学性能试题(卷)集

判断 1.由内力引起的内力集度称为应力。(×) 2.当应变为一个单位时,弹性模量即等于弹性应力,即弹性模量是产生100%弹性变形所需的应力。(√) 3.工程上弹性模量被称为材料的刚度,表征金属材料对弹性变形的抗力,其值越大,则在相同应力条件下产生的弹性变形就越大。(×) 4.弹性比功表示金属材料吸收弹性变形功的能力。(√) 5.滑移面和滑移方向的组合称为滑移系,滑移系越少金属的塑性越好。(×) 6.高的屈服强度有利于材料冷成型加工和改善焊接性能。(×) 7.固溶强化的效果是溶质原子与位错交互作用及溶质浓度的函数,因而它不受单相固溶合金(或多项合金中的基体相)中溶质量所限制。(×) 8.随着绕过质点的位错数量增加,留下的位错环增多,相当于质点的间距减小,流变应力就增大。(√) 9.层错能低的材料应变硬度程度小。(×) 10.磨损、腐蚀和断裂是机件的三种主要失效形式,其中以腐蚀的危害最大。(×) 11.韧性断裂用肉眼或放大镜观察时断口呈氧化色,颗粒状。(×) 12.脆性断裂的断裂面一般与正应力垂直,断口平齐而光亮,长呈放射状或结晶状。(√) 13.决定材料强度的最基本因素是原子间接合力,原子间结合力越高,则弹性模量、熔点就越小。(×) 14.脆性金属材料在拉伸时产生垂直于载荷轴线的正断,塑性变形量几乎为零。(√) 15.脆性金属材料在压缩时除产生一定的压缩变形外,常沿与轴线呈45°方向产生断裂具有切断特征。(√)

16.弯曲试验主要测定非脆性或低塑性材料的抗弯强度。(×) 17.可根据断口宏观特征,来判断承受扭矩而断裂的机件性能。(√) 18.缺口截面上的应力分布是均匀的。(×) 19.硬度是表征金属材料软硬程度的一种性能。(√) 20.于降低温度不同,提高应变速率将使金属材料的变脆倾向增大。(×) 21.低温脆性是材料屈服强度随温度降低急剧下降的结果。(×) 22.体心立方金属及其合金存在低温脆性。(√) 23.无论第二相分布于晶界上还是独立在基体中,当其尺寸增大时均使材料韧性下降,韧脆转变温度升高。(√) 24.细化晶粒的合金元素因提高强度和塑性使断裂韧度K IC下降。(×) 25.残余奥氏体是一种韧性第二相,分布于马氏体中,可以松弛裂纹尖端的应力峰,增大裂纹扩展的阻力,提高断裂韧度K IC。(√) 26.一般大多数结构钢的断裂韧度K IC都随温度降低而升高。(×) 27.金属材料的抗拉强度越大,其疲劳极限也越大。(√) 28.宏观疲劳裂纹是由微观裂纹的形成、长大及连接而成的。(√) 29.材料的疲劳强度仅与材料成分、组织结构及夹杂物有关,而不受载荷条件、工作环境及表面处理条件的影响。(×) 30.应力腐蚀断裂并是金属在应力作用下的机械破坏与在化学介质作用下的腐蚀性破坏的叠加所造成的。(×) 31.氢蚀断裂的宏观断口形貌呈氧化色,颗粒状。(√) 32.含碳量较低且硫、磷含量较高的钢,氢脆敏感性低。(×) 33.在磨损过程中,磨屑的形成也是一个变形和断裂的过程。(√)

工程材料力学性能

《工程材料力学性能》(第二版)课后答案 第一章材料单向静拉伸载荷下的力学性能 一、解释下列名词 滞弹性:在外加载荷作用下,应变落后于应力现象。 静力韧度:材料在静拉伸时单位体积材科从变形到断裂所消耗的功。 弹性极限:试样加载后再卸裁,以不出现残留的永久变形为标准,材料能够完全弹性恢复的最高应力。 比例极限:应力—应变曲线上符合线性关系的最高应力。 包申格效应:指原先经过少量塑性变形,卸载后同向加载,弹性极限(σP)或屈服强度(σS)增加;反向加载时弹性极限(σP)或屈服强度(σS)降低的现象。 解理断裂:沿一定的晶体学平面产生的快速穿晶断裂。晶体学平面--解理面,一般是低指数,表面能低的晶面。 解理面:在解理断裂中具有低指数,表面能低的晶体学平面。 韧脆转变:材料力学性能从韧性状态转变到脆性状态的现象(冲击吸收功明显下降,断裂机理由微孔聚集型转变微穿晶断裂,断口特征由纤维状转变为结晶状)。 静力韧度:材料在静拉伸时单位体积材料从变形到断裂所消耗的功叫做静力韧度。是一个强度与塑性的综合指标,是表示静载下材料强度与塑性的最佳配合。 二、金属的弹性模量主要取决于什么?为什么说它是一个对结构不敏感的力学性能指标? 答案:金属的弹性模量主要取决于金属键的本性和原子间的结合力,而材料的成分和组织对它的影响不大,所以说它是一个对组织不敏感的性能指标,这是弹性模量在性能上的主要特点。改变材料的成分和组织会对材料的强度(如屈服强度、抗拉强度)有显著影响,但对材料的刚度影响不大。 三、什么是包辛格效应,如何解释,它有什么实际意义? 答案:包辛格效应就是指原先经过变形,然后在反向加载时弹性极限或屈服强度降

工程力学材料力学部分习题答案

工程力学材料力学部分习题答案

b2.9 题图2.9所示中段开槽的杆件,两端受轴向载荷P 的作用,试计算截面1-1和2-2上的应力。已知:P = 140kN ,b = 200mm ,b 0 = 100mm ,t = 4mm 。 题图2.9 解:(1) 计算杆的轴力 kN 14021===P N N (2) 计算横截面的面积 21m m 8004200=?=?=t b A 202mm 4004)100200()(=?-=?-=t b b A (3) 计算正应力 MPa 1758001000140111=?== A N σ MPa 350400 1000 140222=?== A N σ (注:本题的目的是说明在一段轴力相同的杆件内,横截面面积小的截面为该段 的危险截面) 2.10 横截面面积A=2cm 2的杆受轴向拉伸,力P=10kN ,求其法线与轴向成30°的及45°斜截面上的应力ασ及ατ,并问m ax τ发生在哪一个截面? 解:(1) 计算杆的轴力 kN 10==P N (2) 计算横截面上的正应力 MPa 50100 2100010=??==A N σ (3) 计算斜截面上的应力 MPa 5.37235030cos 2 230 =??? ? ???==ο ο σσ

MPa 6.212 3250)302 sin(2 30=?= ?= οο σ τ MPa 25225045cos 2 245 =??? ? ???==οο σσ MPa 2512 50 )452 sin(2 45=?= ?= οο σ τ (4) m ax τ发生的截面 ∵ 0)2cos(==ασα τα d d 取得极值 ∴ 0)2cos(=α 因此:2 2π α= , ο454 == π α 故:m ax τ发生在其法线与轴向成45°的截面上。 (注:本题的结果告诉我们,如果拉压杆处横截面的正应力,就可以计算该处任意方向截面的正应力和剪应力。对于拉压杆而言,最大剪应力发生在其法线与轴向成45°的截面上,最大正应力发生在横截面上,横截面上剪应力为零) 2.17 题图2.17所示阶梯直杆AC ,P =10kN ,l 1=l 2=400mm ,A 1=2A 2=100mm 2,E =200GPa 。试计算杆AC 的轴向变形Δl 。 题图2.17 解:(1) 计算直杆各段的轴力及画轴力图 kN 101==P N (拉) kN 102-=-=P N (压)

材料力学性能考试题及答案

07 秋材料力学性能 一、填空:(每空1分,总分25分) 1.材料硬度的测定方法有、和。 2.在材料力学行为的研究中,经常采用三种典型的试样进行研究,即、和。 3.平均应力越高,疲劳寿命。 4.材料在扭转作用下,在圆杆横截面上无正应力而只有,中心处切 应力为,表面处。 5.脆性断裂的两种方式为和。 6.脆性材料切口根部裂纹形成准则遵循断裂准则;塑性材料切口根 部裂纹形成准则遵循断裂准则; 7.外力与裂纹面的取向关系不同,断裂模式不同,张开型中外加拉 应力与断裂面,而在滑开型中两者的取向关系则为。 8.蠕变断裂全过程大致由、和 三个阶段组成。 9.磨损目前比较常用的分类方法是按磨损的失效机制分为、和腐蚀磨损等。 10.深层剥落一般发生在表面强化材料的区域。

11.诱发材料脆断的三大因素分别是、和 。 二、选择:(每题1分,总分15分) ()1. 下列哪项不是陶瓷材料的优点 a)耐高温 b) 耐腐蚀 c) 耐磨损 d)塑性好 ()2. 对于脆性材料,其抗压强度一般比抗拉强度 a)高b)低c) 相等d) 不确定 ()3.用10mm直径淬火钢球,加压3000kg,保持30s,测得的布氏硬度值为150的正确表示应为 a) 150HBW10/3000/30 b) 150HRA3000/l0/ 30 c) 150HRC30/3000/10 d) 150HBSl0/3000/30 ()4.对同一种材料,δ5比δ10 a) 大 b) 小 c) 相同 d) 不确定 ()5.下列哪种材料用显微硬度方法测定其硬度。 a) 淬火钢件 b) 灰铸铁铸件 c) 退货态下的软钢 d) 陶瓷 ()6.下列哪种材料适合作为机床床身材料 a) 45钢 b) 40Cr钢 c) 35CrMo钢 d) 灰铸铁()7.下列哪种断裂模式的外加应力与裂纹面垂直,因而 它是最危险的一种断裂方式。

工程材料力学性能-第2版课后习题答案

《工程材料力学性能》课后答案 机械工业出版社 2008第2版 第一章 单向静拉伸力学性能 1、 解释下列名词。 1弹性比功:金属材料吸收弹性变形功的能力,一般用金属开始塑性变形前单位体积吸收的最大弹性变形功表示。 2.滞弹性:金属材料在弹性范围内快速加载或卸载后,随时间延长产生附加弹性应变的现象称为滞弹性,也就是应变落后于应力的现象。 3.循环韧性:金属材料在交变载荷下吸收不可逆变形功的能力称为循环韧性。 4.包申格效应:金属材料经过预先加载产生少量塑性变形,卸载后再同向加载,规定残余伸长应力增加;反向加载,规定残余伸长应力降低的现象。 5.解理刻面:这种大致以晶粒大小为单位的解理面称为解理刻面。 6.塑性:金属材料断裂前发生不可逆永久(塑性)变形的能力。 韧性:指金属材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力。 7.解理台阶:当解理裂纹与螺型位错相遇时,便形成一个高度为b 的台阶。 8.河流花样:解理台阶沿裂纹前端滑动而相互汇合,同号台阶相互汇合长大,当汇合台阶高度足够大时,便成为河流花样。是解理台阶的一种标志。 9.解理面:是金属材料在一定条件下,当外加正应力达到一定数值后,以极快速率沿一定晶体学平面产生的穿晶断裂,因与大理石断裂类似,故称此种晶体学平面为解理面。 10.穿晶断裂:穿晶断裂的裂纹穿过晶内,可以是韧性断裂,也可以是脆性断裂。 沿晶断裂:裂纹沿晶界扩展,多数是脆性断裂。 11.韧脆转变:具有一定韧性的金属材料当低于某一温度点时,冲击吸收功明显下降,断裂方式由原来的韧性断裂变为脆性断裂,这种现象称为韧脆转变 2、 说明下列力学性能指标的意义。 答:E 弹性模量 G 切变模量 r σ规定残余伸长应力 2.0σ屈服强度 gt δ金属材料拉伸时最大应力下的总伸长率 n 应变硬化指数 【P15】 3、 金属的弹性模量主要取决于什么因素?为什么说它是一个对组织不敏感的力学性能指标? 答:主要决定于原子本性和晶格类型。合金化、热处理、冷塑性变形等能够改变金属材料的组织形态和晶粒大小,但是不改变金属原子的本性和晶格类型。组织虽然改变了,原子的本性和晶格类型未发生改变,故弹性模量对组织不敏感。【P4】 4、 试述退火低碳钢、中碳钢和高碳钢的屈服现象在拉伸力-伸长曲线图上的区别?为什么? 5、 决定金属屈服强度的因素有哪些?【P12】 答:内在因素:金属本性及晶格类型、晶粒大小和亚结构、溶质元素、第二相。 外在因素:温度、应变速率和应力状态。 6、 试述韧性断裂与脆性断裂的区别。为什么脆性断裂最危险?【P21】 答:韧性断裂是金属材料断裂前产生明显的宏观塑性变形的断裂,这种断裂有一个缓慢的撕裂过程,在裂纹扩展过程中不断地消耗能量;而脆性断裂是突然发生的断裂,断裂前基本上不发生塑性变形,没有明显征兆,因而危害性很大。

材料力学习题弯曲应力

弯 曲 应 力 基 本 概 念 题 一、择题(如果题目有5个备选答案,选出2~5个正确答案,有4个备选答案选出一个正确答案。) 1. 弯曲正应力的计算公式y I M z = σ的适用条件是( ) 。 A . 粱材料是均匀连续、各向同性的 B .粱内最大应力不超过材料的比例极限 C .粱必须是纯弯曲变形 D .粱的变形是平面弯曲 E .中性轴必须是截面的对称轴 2. 在梁的正应力公式y I M z = σ中,I z 为粱的横截面对( )轴的惯性矩。 A . 形心轴 B .对称轴 C .中性轴 D .形心主惯性轴 3. 梁的截面为空心圆截面,如图所示,则梁的抗弯截面模量W 为( )。 A . 32 3 D π B . )1(32 4 3 απ-D C . 32 3 d π D . 32 32 3 3 d D ππ- E .2 6464 44 D d D ππ- 题3图 题4图 4. 欲求图示工字形截面梁上A 点剪应力τ,那么在剪应力公式z z S bI S F *=τ中,S *z 表示 的是( )对中性轴的静矩。 A .面积I B .面积Ⅱ C .面积I 和Ⅱ D .面积Ⅱ和Ⅲ E .整个截面面积 -21-

5.欲求题4图所示工字形截面梁上A 点剪应力τ,那么在剪应力公式z z S bI S F *=τ中,b 应取( )。 A .上翼缘宽度 B .下翼缘宽度 C .腹板宽度 D .上翼缘和腹板宽度的平均值 6.图为梁的横截面形状。那么,梁的抗弯截面模量W z =( )。 A . 6 2 bh B .32632d bh π- C .2641243h d bh ? ??? ??-π D .??? ? ?-???? ??-22641243d h d bh π 7.两根矩形截面的木梁叠合在一起(拼接面上无粘胶无摩擦),如图所示。那么该组合梁的抗弯截面模量W 为( ) A . 62bh B .??? ? ??622 bh C .)2(612 h b D .h bh 21222???? ?? 8.T 形截面的简支梁受集中力作用(如图),若材料的[σ]- >[σ]+,则梁截面位置的合理放置为( )。 -22-

安徽工业大学材料力学性能复习总结题

安徽工业大学材料力学性能复习总结题 第一章金属在单向静拉伸载荷下的力学性能— 1、名词解释 强度、塑性、韧性、包申格效应 2、说明下列力学性能指标的意义 E、σ0.2、σs、n、δ、ψ 3、今有45、40Cr、35CrMo钢和灰铸铁几种材料,你选择哪些材料作机床床身?为什么? 4、试述并画出退火低碳钢、中碳钢和高碳钢的屈服现象在拉伸-伸长曲线图上的区别。 *5、试述韧性断裂和脆性断裂的区别?(P21-22) 6、剪切断裂与解理断裂都是穿晶断裂,为什么断裂性质完全不同? 7、何谓拉伸断口三要素? 8、试述弥散强化与沉淀强化的异同? 9、格雷菲斯判据是断裂的充分条件、必要条件还是充分必要条件?*10、试述构件的刚度与材料的刚度的异同。(P4)

第二章金属在其它静载荷下的力学性能— 1、名词解释 缺口效应、缺口敏感度、应力状态软性系数 2、说明下列力学性能指标及表达的意义 σbc、NSR、600HBW1/30/20 3、缺口试样拉伸时应力分布有何特点? 4、根据扭转试样的宏观断口特征,可以了解金属材料的最终断裂方式,比如切断、正断和木纹状断口。试画出这三种断口特征的宏观特征。 第三章金属在冲击载荷下的力学性能— 1、名词解释 低温脆性、韧脆转变温度 2、说明下列力学性能指标的意义 A K、FATT50 3、现需检验以下材料的冲击韧性,问哪种材料要开缺口?哪些材料不要开缺口?为什么? W18Cr4V、Cr12MoV、3Cr2W8V、40CrNiMo、30CrMnSi、20CrMnTi、铸铁

第四章金属的断裂韧度— 1、名词解释 应力场强度因子K I、小范围屈服 2、说明断裂韧度指标K IC和K C的意义及其相互关系。 3、试述K I与K IC的相同点和不同点。 4、试述K IC和A KV的异同及其相互关系。 *5、合金钢调质后的性能σ0.2=1400MPa, K IC=110MPa?m1/2,设此种材料厚板中存在垂直于外界应力的裂纹,所受应力σ=900MPa,问此时的临界裂纹长度是多少? *6、有一大型薄板构件,承受工作应力为400MN/m2,板的中心有一长为3mm的裂纹,裂纹面垂直于工作应力,钢材的σs=500 MN/m2,试确定:裂纹尖端的应力场强度因子K I及裂纹尖端的塑性区尺寸R 。

工程材料力学性能 东北大学

课后答案 第一章 一、解释下列名词 材料单向静拉伸载荷下的力学性能 滞弹性:在外加载荷作用下,应变落后于应力现象。 静力韧度:材料在静拉伸时单位体积材科从变形到断裂所消耗的功。 弹性极限:试样加载后再卸裁,以不出现残留的永久变形为标准,材料能够完全弹性恢复的最高应力。比例极限:应力—应变曲线上符合线性关系的最高应力。 包申格效应:指原先经过少量塑性变形,卸载后同向加载,弹性极限(ζP)或屈服强度(ζS)增加;反向加载时弹性极限(ζP)或屈服强度(ζS)降低的现象。 解理断裂:沿一定的晶体学平面产生的快速穿晶断裂。晶体学平面--解理面,一般是低指数,表面能低的晶面。 解理面:在解理断裂中具有低指数,表面能低的晶体学平面。 韧脆转变:材料力学性能从韧性状态转变到脆性状态的现象(冲击吸收功明显下降,断裂机理由微孔聚集型转变微穿晶断裂,断口特征由纤维状转变为结晶状)。 静力韧度:材料在静拉伸时单位体积材料从变形到断裂所消耗的功叫做静力韧度。是一个强度与塑性的综合指标,是表示静载下材料强度与塑性的最佳配合。 二、金属的弹性模量主要取决于什么?为什么说它是一个对结构不敏感的力学性能? 答案:金属的弹性模量主要取决于金属键的本性和原子间的结合力,而材料的成分和组织对它的影响不大,所以说它是一个对组织不敏感的性能指标,这是弹性模量在性能上的主要特点。改变材料的成分和组织会对材料的强度(如屈服强度、抗拉强度)有显著影响,但对材料的刚度影响不大。 三、什么是包辛格效应,如何解释,它有什么实际意义? 答案:包辛格效应就是指原先经过变形,然后在反向加载时弹性极限或屈服强度降低的现象。特别是弹性极限在反向加载时几乎下降到零,这说明在反向加载时塑性变形立即开始了。包辛格效应可以用位错理论解释。 第一,在原先加载变形时,位错源在滑移面上产生的位错遇到障碍,塞积后便产生了背应力,这背应力反作用于位错源,当背应力(取决于塞积时产生的应力集中)足够大时,可使位错源停止开动。背应力是一种长程(晶粒或位错胞尺寸范围)内应力,是金属基体平均内应力的度量。因为预变形时位错运动的方向和背应力的方向相反,而当反向加载时位错运动的方向与原来的方向相反了,和背应力方向一致,背应力帮助位错运动,塑性变形容易了,于是,经过预变形再反向加载,其屈服强度就降低了。这一般被认为是产生包辛格效应的主要原因。 其次,在反向加载时,在滑移面上产生的位错与预变形的位错异号,要引起异号位错消毁,这也会引起材料的软化,屈服强度的降低。 实际意义:在工程应用上,首先是材料加工成型工艺需要考虑包辛格效应。其次,包辛格效应大的材料,内应力较大。另外包辛格效应和材料的疲劳强度也有密切关系,在高周疲劳中,包辛格效应小的疲劳寿命高,而包辛格效应大的,由于疲劳软化也较严重,对高周疲劳寿命不利。可以从河流花样的反“河流”方向去寻找裂纹源。解理断裂是典型的脆性断裂的代表,微孔聚集断裂是典型的塑性断裂。 5.影响屈服强度的因素与以下三个方面相联系的因素都会影响到屈服强度位错增值和运动晶粒、晶界、第二相等外界影响位错运动的因素主要从内因和外因两个方面考虑 (一)影响屈服强度的内因素 1.金属本性和晶格类型(结合键、晶体结构)单晶的屈服强度从理论上说是使位错开始运动的临界切应力,其值与位错运动所受到的阻力(晶格阻力--派拉力、位错运动交互作用产生的阻力)决定。派拉力:位错交互作用力(a 是与晶体本性、位错结构分布相关的比例系数,L 是位错间距。) 2.2.晶粒大小和亚结构晶粒小→晶界多(阻碍位错运动)→位错塞积→提供应力→位错开动→产生宏

材料力学习题册答案-第5章 弯曲应力

第 五 章 弯 曲 应 力 一、是非判断题 1、设某段梁承受正弯矩的作用,则靠近顶面和靠近底面的纵向纤维分别是伸长的和缩短的。 ( × ) 2、中性轴是梁的横截面与中性层的交线。梁发生平面弯曲时,其横截面绕中性轴旋转。 ( √ ) 3、 在非均质材料的等截面梁中,最大正应力max σ 不一定出现在max M 的截面上。( × ) 4、等截面梁产生纯弯曲时,变形前后横截面保持为平面,且其形状、大小均保持不变。 ( √ ) 5、梁产生纯弯曲时,过梁内任一点的任一截面上的剪应力都等于零。 ( × ) 6、控制梁弯曲强度的主要因素是最大弯矩值。 ( × ) 7、横力弯曲时,横截面上的最大切应力不一定发生在截面的中性轴上。 ( √ ) 二、填空题 1、应用公式y I M z = σ时,必须满足的两个条件是 满足平面假设 和 线弹性 。 2、跨度较短的工字形截面梁,在横力弯曲条件下,危险点可能发生在 翼缘外边缘 、 翼缘腹板交接处 和 腹板中心 处。 3、 如图所示的矩形截面悬臂梁,其高为h 、宽为b 、长为l ,则在其中性层的水平剪力 =S F bh F 23 。 4、梁的三种截面形状和尺寸如图所示,则其抗弯截面系数分别为 226 1 61bH BH -、 H Bh BH 66132- 和 H bh BH 66132 - 。 x

三、选择题 1、如图所示,铸铁梁有A,B,C和D四种截面形状可以供选取,根据正应力强度,采用( C )图的截面形状较合理。 2、 如图所示的两铸铁梁,材料相同,承受相同的载荷F。则当F 增大时,破坏的情况是( C )。 A 同时破坏; B (a)梁先坏; C (b)梁先坏 3、为了提高混凝土梁的抗拉强度,可在梁中配置钢筋。若矩形截面梁的弯矩图如图所示,则梁内钢筋(图中虚线所示)配置最合理的是( D ) A B C D A B D x

工程材料力学性能答案

工程材料力学性能答案1111111111111111111111111111111111111 1111111111111111111111111111111111111 111111 决定金属屈服强度的因素有哪 些?12 内在因素:金属本性及晶格类型、晶粒大小和亚结构、溶质元素、第二相。外在因素:温度、应变速率和应力状态。试举出几种能显著强化金属而又不降低其塑性的方法。固溶强化、形变硬化、细晶强化试述韧性断裂与脆性断裂的区别。为什么脆性断裂最危险?21韧性断裂是金属材料断裂前产生明显的宏观塑性变形的断裂,这种断裂有一个缓慢的撕裂过程,在裂纹扩展过程中不断地消耗能量;而脆性断裂是突然发生的断裂,断裂前基本上不发生塑性变形,没有明显征兆,因而危害性很大。何谓拉伸断口三要素?影响宏观拉伸断口性态的

因素有哪些?答:宏观断口呈杯锥形,纤维区、放射区和剪切唇三个区域组成,即所谓的断口特征三要素。上述断口三区域的形态、大小和相对位置,因试样形状、尺寸和金属材料的性能以及试验温度、加载速率和受力状态不同而变化?断裂强度与抗拉强度有何区别?抗拉强度是试样断裂前所承受的最大工程应力,记为σb;拉伸断裂时的真应力称为断裂强度记为σf; 两者之间有经验关系:σf = σb (1+ψ);脆性材料的抗拉强度就是断裂强度;对于塑性材料,于出现颈缩两者并不相等。裂纹扩展受哪些因素支配?答:裂纹形核前均需有塑性变形;位错运动受阻,在一定条件下便会形成裂纹。2222222222222222222222222222222222 2222222222222222222222222222222222 2222 试综合比较单向拉伸、压缩、弯曲及扭转试验的特点和应用范围。答:单向拉伸试验的特点及应用:单向拉伸的应力状态较硬,一般用于塑性变形

工程力学材料力学答案-第十一章

11-6图示悬臂梁,横截面为矩形,承受载荷最大 弯曲正应力,及该应力所在截面上 F1与F2作用,且F1=2F2=5 kN,试计算梁内的 K点处的弯曲正应力。 M max =7.5 kN 解:(1)查表得截面的几何性质: y0 =20.3 mm b = 79 mm I 176 cm4 (2)最大弯曲拉应力(发生在下边缘点处) 解:⑴画梁的弯矩图 1m 40 80 y ------ ”z 30最大弯矩(位于固定端) CT + max M(b-y。) = 80X79-20.3)X0」2.67 MPa lx 176 10’ ⑶ 最大应力: 计算应力: max M max W Z M bh2 max 6 7 5^10 - ------- =176 MPa 40 80 K点的应力: y l z M max bh 7爲106330 =132 MPa 40 803 12 M=80 N.m, 试求梁内的最大弯曲拉应力与最大弯曲压应力。 11-7图示梁,由No22槽钢制成,弯矩 12 并位于纵向对称面(即x-y平面)内。

(3)最大弯曲压应力(发生在上边缘点处) y 。 max 80 20.3 10 176 10' =0.92 MPa 11-8图示简支梁,由No28工字钢制成,在集度为q的均布载荷作用下,测得横截面边的纵向正应变F3.0 XI0"4,试计算梁内的最大弯曲正应力, 已知钢的弹性模量 C底 E=200 Gpa, a=1 m。 解:(1)求支反力 R A 3 4 qa 1 R B= qa 4 (2)画内力图 x x 由胡克定律求得截面C下边缘点的拉应力为: 也可以表达为: max _4 9 ;E =3.0 10 200 10 =60 MPa ⑷梁内的最大弯曲正应力: 二 max 2 qa CT : C max M e W z W z 小 2 9qa M max ___ 32 W z W z 9 . 蔦二C max =67.5 MPa 8

工程材料力学性能

工程材料力学性能 工程材料力学性能 第一章、金属在单向静拉伸载荷下的力学性能 一、名词解释 ?弹性比功又称弹性比能、应变比能,表示金属材料吸收弹性变形功的功能。一般用金属开始塑性变形前单位体积吸收的最大弹性变形功表示。 ?循环韧性:金属材料在交变载荷(震动)下吸收不可逆变形功的能力,称为金属的循环韧性,也叫金属的内耗。 ?包申格效应:金属材料经过预先加载产生多少塑性变形(残余应力为1%~4%),卸载后再同向加载,规定残余伸长应力(弹性极限或屈服强度)增加;反向加载,规定残余伸长应力降低(特别是弹性极限在反向加载时几乎降低到零)的现象,称为包申格效应。 ?塑性:指金属材料断裂前发生塑性变形(不可逆永久变形)的能力。金属材料断裂前所产生的塑性变形由均匀塑性变形和集中塑性变形两部分构成。 ?韧性:指金属材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力,或指材料抵抗裂纹扩展的能力。 ?脆性:脆性相对于塑性而言,一般指材料未发生塑性变形而断裂的趋势。 ?解理面:因解理断裂与大理石断裂类似,故称此种晶体学平面为解理面。 ?解理刻面:实际的解理断裂断口是由许多大致相当于晶粒大小的解理面集合而成的,这种大致以晶粒大小为单位的解理面称为解理刻面。 ?解理台阶:解理裂纹与螺型位错相交而形成的具有一定高度的台阶称为解理台阶。

?河流花样解理台阶沿裂纹前段滑动而相互汇合,同号台阶相互汇合长大。当汇合台阶高度足够大时,便成为了河流花样。 ?穿晶断裂与沿晶断裂:多晶体金属断裂时,裂纹扩展的路径可能是不同的。裂纹穿过晶内的断裂为穿晶断裂;裂纹沿晶界扩展的断裂为沿晶断裂。穿晶断裂和沿晶断裂有时候可以同时发生。 二、下列力学性能指标的的意义 ?E(G):弹性模量,表示的是材料在弹性范围内应力和应变之比; ?σr:规定残余伸长应力,表示试样卸除拉伸力后,其标距部分的残余伸长达到规定的原始标距百分比时的应力;常用σ0.2表示材料的规定残余延伸率为0.2%时的应力,称为屈服强度;σs:屈服点,表示呈屈服现象的金属材料拉伸时,试样在外力不断增加(保持恒定)仍能继续伸长时的应力称为屈服点。 ?σb:抗拉强度,表示韧性金属材料的实际承载能力; ?n:应变硬化指数,反映了金属材料抵抗均匀塑性变形的能力,是表征金属材料应变硬化行为的性能指标; ?δ:断后伸长率,表示试样拉断后标距的伸长与原始标距的百分比; ?δgt:金属材料拉伸时最大力下的总伸长率(最大均匀塑性变形); ?ψ:断面收缩率,表示试样拉断后缩颈处横截面积的最大缩减量与原始横截面积的百分比。 三、问答题 ?金属的弹性模量主要取决于什么因素,为何说它是一个对组织不敏感的力学性能指标, 答:由于弹性变形是原子间距在外来作用下可逆变化的结果,应力与应变关系实际上是原子间作用力与原子间距的关系。所以,弹性模量与原子间作用力有关,与原子间距也有一定关系。原子间作用力决定于金属原子本性和晶格类型,故弹性模量也主要决定于金属原子本性

材料力学性能-第2版课后习题答案

第一章单向静拉伸力学性能 1、解释下列名词。 1弹性比功:金属材料吸收弹性变形功的能力,一般用金属开始塑性变形前单位体积吸收的最大弹性变形功表示。 2.滞弹性:金属材料在弹性范围内快速加载或卸载后,随时间延长产生附加弹性应变的现象称为滞弹性,也就是应变落后于应力的现象。3.循环韧性:金属材料在交变载荷下吸收不可逆变形功的能力称为循环韧性。 4.包申格效应:金属材料经过预先加载产生少量塑性变形,卸载后再同向加载,规定残余伸长应力增加;反向加载,规定残余伸长应力降低的现象。 5.解理刻面:这种大致以晶粒大小为单位的解理面称为解理刻面。6.塑性:金属材料断裂前发生不可逆永久(塑性)变形的能力。 韧性:指金属材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力。 7.解理台阶:当解理裂纹与螺型位错相遇时,便形成一个高度为b的台阶。 8.河流花样:解理台阶沿裂纹前端滑动而相互汇合,同号台阶相互汇合长大,当汇合台阶高度足够大时,便成为河流花样。是解理台阶的一种标志。 9.解理面:是金属材料在一定条件下,当外加正应力达到一定数值后,以极快速率沿一定晶体学平面产生的穿晶断裂,因与大理石断裂类似,故称此种晶体学平面为解理面。 10.穿晶断裂:穿晶断裂的裂纹穿过晶内,可以是韧性断裂,也可以是脆性断裂。

沿晶断裂:裂纹沿晶界扩展,多数是脆性断裂。 11.韧脆转变:具有一定韧性的金属材料当低于某一温度点时,冲击吸收功明显下降,断裂方式由原来的韧性断裂变为脆性断裂,这种现象称为韧脆转变 12.弹性不完整性:理想的弹性体是不存在的,多数工程材料弹性变形时,可能出现加载线与卸载线不重合、应变滞后于应力变化等现象,称之为弹性不完整性。弹性不完整性现象包括包申格效应、弹性后效、弹性滞后和循环韧性等 2、 说明下列力学性能指标的意义。 答:E 弹性模量 G 切变模量 r σ规定残余伸长应力 2.0σ屈服强度 gt δ金属材料拉伸时最大应力下的总伸长率 n 应变硬化指数 【P15】 3、 金属的弹性模量主要取决于什么因素?为什么说它是一个对组织不敏感的力学性能指标? 答:主要决定于原子本性和晶格类型。合金化、热处理、冷塑性变形等能够改变金属材料的组织形态和晶粒大小,但是不改变金属原子的本性和晶格类型。组织虽然改变了,原子的本性和晶格类型未发生改变,故弹性模量对组织不敏感。【P4】 4、 试述退火低碳钢、中碳钢和高碳钢的屈服现象在拉伸力-伸长曲线图上的区别?为什么? 5、 决定金属屈服强度的因素有哪些?【P12】 答:内在因素:金属本性及晶格类型、晶粒大小和亚结构、溶质元素、第二相。 外在因素:温度、应变速率和应力状态。 6、 试述韧性断裂与脆性断裂的区别。为什么脆性断裂最危险?【P21】 答:韧性断裂是金属材料断裂前产生明显的宏观塑性变形的断裂,这种断裂有一个缓慢的撕裂过程,在裂纹扩展过程中不断地消耗能量;而脆性断裂是突然发生的断裂,断裂前基本上不发生塑性变形,没有明显征兆,因而危害性很大。 7、 剪切断裂与解理断裂都是穿晶断裂,为什么断裂性质完全不同?【P23】 答:剪切断裂是在切应力作用下沿滑移面分离而造成的滑移面分离,一般是韧性断裂,而解理断裂是在正应力作用以极快的速率沿一定晶体学平面产生的穿晶断裂,解理断裂通常是脆性断裂。 8、 何谓拉伸断口三要素?影响宏观拉伸断口性态的因素有哪些? 答:宏观断口呈杯锥形,由纤维区、放射区和剪切唇三个区域组成,即所谓的断口特征三要素。上述断口三区域的形态、大小和相对位置,因试样形状、尺寸和金属材料的性能以及试验温度、加载速率和受力状态不同而变化。 9、 论述格雷菲斯裂纹理论分析问题的思路,推导格雷菲斯方程,并指出该理论的局限性。【P32】 答: 2 12?? ? ??=a E s c πγσ,只适用于脆性固体,也就是只适用于那些裂纹尖端塑性变形可以忽略的情况。 第二章 金属在其他静载荷下的力学性能 一、解释下列名词: (1)应力状态软性系数—— 材料或工件所承受的最大切应力τmax 和最大正应力σmax 比值,即: () 32131max max 5.02σσσσσστα+--== 【新书P39 旧书P46】 (2)缺口效应—— 绝大多数机件的横截面都不是均匀而无变化的光滑体,往往存在截面的急剧变化,如键槽、油孔、轴肩、螺纹、退刀槽及焊缝等,这种截面变化的部分可视为“缺口”,由于缺口的存在,在载荷作用下缺口截面上的应力状态将发生变化,产生所谓的缺口效应。【P44 P53】 (3)缺口敏感度——缺口试样的抗拉强度σbn 的与等截面尺寸光滑试样的抗拉强度σb 的比值,称为缺口敏感度,即: 【P47 P55 】 (4)布氏硬度——用钢球或硬质合金球作为压头,采用单位面积所承受的试验力计算而得的硬度。【P49 P58】 (5)洛氏硬度——采用金刚石圆锥体或小淬火钢球作压头,以测量压痕深度所表示的硬度【P51 P60】。

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