东北大学工程材料

东北大学工程材料
东北大学工程材料

工程材料作业

1 The Structure of Metals

REVIEW QUESTIONS

1.1Explain the difference between a unit cell and a single crystal.

The smallest group of atoms showing the characteristic lattice structure of a particular metal is known as a unit cell.It is the building block of a crystal, and a single crystal can have many unit cells.(包含与被包含关系)

1.2In tables on crystal structures. Iron is listed as having both a bcc and a fcc

structure, why?

Each sphere in these illustrations represents an atom.(只代表一个原子,而非铁物质)

1.3Define anisotropy. What materials can you think of other than metals that

exhibit anisotropy behavior?

Because the b/a ratio is different for different directions within the crystal, a single crystal has different properties when tested in different directions. We say that a single crystal is anisotropic.(定义)

A common example of anisotropy is woven cloth, which stretches differently when we pull it in different directions, or plywood, which is much stronger in the planar direction than along its thickness direction (it splits easily).

1.4What effects does recrystallization(再结晶)have on properties of metals?

提高了滑移的韧度,降低了强度,提高了金属的塑性

1.5What is strain hardening, and what effects does it have on the properties of

metals?

1.6 Explain what is meant by structure-sensitive and structure insensitive properties of metals.

1.7 Make a list of each of the ini\jor kinds of imperfection in the crystal struct~~oret' metals. and describe them.

1.8 What influence does grain size have on the mechanical properties of metals'?

1.9 What is the relationship between the nucleation rate and the number of grains

per unit volume of a metal?

1.10 What is a slip system, and what is its significance?

1.11 Explain the difference between recovery and recrystallization.

1.12 What is hot shortness, and what is its significance?

1.13 Explain the differences between cold-, warm-, and hot-working of metals.

1.14 Describe what the orange peel effect is.

1.15 Why can't some metals such as lead become stronger when cold worked?

1.16 Describe the difference between preferred orientation and mechanical fibering.

1.17 In microscopy, it is common practice to apply a chemical etchant to a metal in order to highlight grain boundaries and microstructures. Explain why.

1.18 What is twinning'? How does it differ from slip?

It’s a plastic deformation in which a portion of the crystal forms a mirror image of itself across the plane of twinning. Twins form abruptly and are the cause of the creaking sound ("tin cry") that occurs when a tin or zinc rod is bent at room temperature. Twinning usually occurs in hcp metals.

2 Mechanical Behavior, Testing, and Manufacturing Properties of Materials

REVIEW QUESTIONS

2.1 Distinguish between engineering stress and true stress.

2.2 Describe the events that occur when a specimen undergoes a tension test. Sketch a plausible stress-strain curve, and identify all signiticant regions and points between them. Assume that loading continues up to fracture.

2.3 What is ductility, and how is it measured?

2.4 In the equation o = Ke", which represents the stress-strain curve for a material, what is the significance of the exponent n?

2.5 What is strain-rate sensitivity, and how is it measured?

2.6 What test can measure the properties of a material undergoing shear strain? 2.7 What testing procedures can be used to measure the properties of brittle materials, such as ceramics and carbides'!

2.8 Describe the differences between brittle and ductile fracture.

2.9 Explain the difference between stress relaxation and creep.

2.10 Describe the difference between elastic and plastic behavior.

2.11 Explain what uniform elongation is in tension testing.

2.12 Describe the difference between deformation rate and

4 Metal Alloys: Their Structure and Strengthening by Heat Treatment

REVIEW QUESTIONS:

4.1 Describe the difference between a solute and a solvent.

4.2 What is a solid solution?

4.3 What are the conditions for obtaining (a) substitutional and (b) interstitial solid solutions?

4.4 What is the difference between a single-phase and a two-phase system?

4.5 Explain what is meant by "second-phase particle."

4.6 Describe the features of a phase diagram.

4.7 What do the terms "equilibrium" and "constitutional", as applied to phase diagrams, indicate?

4.8 What is the difference between "eutectic" and "eutectoid?"

4.9 What is tempering? Why is it done?

If steels are hardened by heat treatment, then tempering or drawing-not to be confused with wire drawing or with the deep drawing described in Section 16.9 is used in order to reduce brittleness, to increase ductility and toughness, and to reduce residual stresses. The term tempering is used for glasses also. In tempering, the steel is heated to a specific temperature, depending on composition, and then cooled at a prescribed rate. The results of tempering for an oil-quenched AISI 4340 steel are shown in Fig. 4.25. Alloy steels may undergo temper embrittlement, which is caused by the segregation of impurities along the grain boundaries at temperatures between 480 "C and 590 "C.

4.10 Explain what is meant by severity of quenching.

4.11 What are precipitates? Why are they significant in precipitation hardening?

4.12 What is the difference between natural and artificial aging?

4.13 Describe the characteristics of ferrite, austenite, and cementite.

4.14 What is the purpose of annealing?

The purpose annealing is to increase ductility (hence formability) and reduce hardness and strength, or so as to modify the microstructure. Annealing is also used to relieve residual stresses in a manufactured part, for the sake of improved machinability and of dimensional stability The term annealing also applies to the thermal treatment of glasses and similar products, of castings, and of weldments.

QUALITATIVE PROBLEMS(5)

QUANTITATIVE PROBLEMS(2)

SYNTHESIS AND DESIGN(1)

5 Ferrous Metals and Alloys: Production, General Properties, and Applications

10 Fundamentals of Metal-Casting

REVIEW QUESTIONS:

10.1 Why is casting an important manufacturing process?

10.2 What is the difference between the solidification of pure metals and metal alloys?

10.3 What are dendrites?

10.4 State the difference between short and long freezing ranges. How is range determined? 10.5 Describe the parameters on which solidification time depends.

10.6 Define shrinkage and porosity. How can you tell whether cavities in a casting are due to porosity or to shrinkage?

10.7 What is the function of chills?

10.8 How are dissolved gases removed from molten metal?

10.9 Describe the features of a gating system.

10.10 How is fluidity defined? Why is it important?

10.11 Explain the reasons for hot tearing in castings.

10.12 Name various defects in castings.

10.13 Why is it important to remove dross or slag during the pouring of molten metal into the mold? What methods are used to remove them?

10.14 What are the effects of mold materials on fluid flow and heat transfer?

10.15 Why is Bernoulli's equation important in casting?

10.16 What is a riser?

10.17 What is the purpose of an inoculant?

10.18 Describe the stages involved in the contraction of metals during casting.

10.19 Explain the reasons why heat transfer and fluid flow are important in metal casting.

10.20 We know that pouring metal at a high rate into a mold has certain disadvantages. Are there

any disadvantages

to pouring it very slowly?

10.21 Describe the events depicted in Fig. 10.4.

10.22 Would you be concerned about the fact that parts of internal chills are left within the casting? What

materials do you think chills should be made of, and why?

10.23 What practical demonstrations can you offer to indicate the relationship of solidification time to volume

and surface area?

Quantitative Problems 259

10.24 Do you think early formation of dendrites in a mold can impede the free flow of molten metal into the

mold? Give an illustration.

10.25 Explain why you may want to subject a casting to various heat treatments.

11 Metal-Casting Processes

12 Metal Casting: Design, Materials, and Economics

13 Rolling of Metals

14 Forging of Metals

15 Extrusion and Drawing of Metals

16 Sheet-Metal Forming Processes

27 Fusion-Welding Processes

28 Solid-State Welding Processes

29 The Metallurgy of Welding; Welding Design and Process Selection

30 Brazing,Soldering,Adhesive-Bonding,and Mechanical-Fastening Processes

作业要求

每位同学根据自身的能力和期望,按级阅读课本“Manufacturing Engineering and Technology-4ed Kalpakjian”的相应章节,并回答相应的问题, 中英文兼可;手写和电子版均可,但不得拷贝,一经认定,拷贝者和被拷贝者一律按D级处理。

一、选读下列15章

1 The Structure of Metals。

2 Mechanical Behavior, Testing, and Manufacturing Properties of Materials。

4 Metal Alloys: Their Structure and Strengthening by Heat Treatment。

5 Ferrous Metals and Alloys: Production, General Properties, and Applications。

10 Fundamentals of Metal-Casting。

11 Metal-Casting Processes。

12 Metal Casting: Design, Materials, and Economics。

13 Rolling of Metals。

14 Forging of Metals。

15 Extrusion and Drawing of Metals。

16 Sheet-Metal Forming Processes。

27 Fusion-Welding Processes。

28olid-State Welding Processes。

29 he Metallurgy of Welding; Welding Design and Process Selection。

30 Brazing, Soldering, Adhesive-Bonding, and Mechanical-Fastening Processes。

二、C级阅读内容和要求

1,阅读上述15章当中的1,2,4,5,10,14,16,27共8章;

2,回答上述8章的所有REVIEW QUESTIONS。

3,解答上述8章每一章的QUALITATIVE PROBLEMS中的任意2个。

4,解答上述8章每一章的QUALITATIVE PROBLEMS中的任意2个。

三、B级要求

1,阅读上述15章当中的1,2,4,5,10,11,13,14,16,27,28共11章;2,回答上述11章的所有REVIEW QUESTIONS。

3,解答上述11章每一章的QUALITATIVE PROBLEMS中的任意5个。

4,解答上述11章每一章的QUALITATIVE PROBLEMS中的任意2个。

四、A级要求

1,阅读上述所有15章;

2,回答每一章的所有REVIEW QUESTIONS。

3,解答每一章的QUALITATIVE PROBLEMS中的任意5个;

4,解答每一章的QUANTITATIVE PROBLEMS中的任意2个;

5,解答每一章的SYNTHESIS AND DESIGN中的任意1个;

土木工程材料复习题及参考答案

中南大学网络教育课程考试复习题及参考答案 土木工程材料 一、填空: 1.对于开口微孔材料,当其孔隙率增大时,材料的密度,吸水性 , 抗冻性 ,导 热性 ,强度。 2.与硅酸盐水泥相比,火山灰水泥的水化热 ,耐软水能力 ,干缩。 3.保温隔热材料应选择导热系数 ,比热容和热容的材料。 4.硅酸盐水泥的水化产物中胶体为和。 5.普通混凝土用砂含泥量增大时,混凝土的干缩 ,抗冻性。 6.普通混凝土配合比设计中要确定的三个参数为、和。 7.钢材中元素S主要会使钢的增大,元素P主要会使钢的增大。 8.含水率为1%的湿砂202克,其中含水为克,干砂克。 9.与建筑石灰相比,建筑石膏凝结硬化速度,硬化后体积。 10.石油沥青中油分的含量越大,则沥青的温度感应性,大气稳定性。 11.普通混凝土强度的大小主要决定于水泥强度和。 12.木材的强度中,在理论上最大的是强度。 13.按国家标准的规定,硅酸盐水泥的初凝时间应满足。 14.相同条件下,碎石混凝土的和易性比卵石混凝土的和易性。 15.普通混凝土用石子的强度可用或表示。 16.常温下,低碳钢中的晶体组织为和。 17.据特点不同,塑料可分成热塑性塑料和热固性塑料。 18.有无及是否发达是区分阔叶树和针叶树的重要特征。 19.与石油沥青相比,煤沥青的温度感应性更,与矿质材料的粘结性更。 20.石灰的陈伏处理主要是为了消除的危害。 21.木材防腐处理的措施一般有和。 22.材料确定后,决定普通混凝土流动性的最重要因素是。 23.普通混凝土的强度等级是根据。 24.钢的牌号Q235-AF中A表示。 25.结构设计时,硬钢的强度按取值。 26.硅酸盐水泥强度等级确定时标准试件的尺寸为。 27.钢筋进行冷加工时效处理后屈强比。 28.石油沥青的牌号越大,则沥青的大气稳定性。 29.在沥青中掺入填料的主要目的是提高沥青的黏结性、耐热性和。 30.用于沥青改性的材料主要有矿质材料、树脂和。 31.塑料的主要组成成分是。 32. 是现代沥青牌号划分的主要依据. 33.承受动载或冲击荷载的结构选材时必须考虑材料的。 34.表示石油沥青温度感应性大小的指标是。 35.水玻璃的化学组成式是。 36.煤沥青中游离碳的含量增加,其粘度和温度稳定性。 37.引起木材腐朽的真菌是。 38.沸煮法检验硅酸盐水泥的安定性,是为了检验水泥中是否过量. 39.煤沥青的温度稳定性比石油沥青。 40.钢材产生时效的难易程度称为。 41.煤沥青与矿质材料的粘结力。 42.材料确定后,决定普通混凝土流动性的最重要因素是。 43.对普通混凝土的基本要求是和经济性。 44.从结构上看,聚合物大分子链的几何形状有三种。

东北大学2020年7月工程力学(一)X+A卷参考答案

东 北 大 学 继 续 教 育 学 院 工程力学(一)X 试 卷(作业考核 线上2) A 卷(共 3 页) 总分 题号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 得分 一、选择题(15分) 1.已知1F ,2F ,3F ,4F 为作用于刚体上的平面力系,其力矢关系如图所示为平行四边形。由此可知( D )。 A. 力系可合成为一个力偶; B. 力系可合成为一个力; C. 力系简化为一个力和一个力偶; D. 力系的合力为零,力系平衡 2.内力和应力的关系( D ) A. 内力小与应力 B. 内力等于应力的代数和 C. 内力为矢量,应力为标量 D. 应力是分布内力的集度 3.梁发生平面弯曲时,其横截面绕( B )旋转。 A.梁的轴线; B.中性轴; C.截面的对称轴; D.截面的上(或下)边缘。 二、通过分析计算选出正确答案,(15分) 图示结构由梁DC 、CEA 两构件铰接而成,尺寸和载荷如图。已知:2qa M ,qa P 2 。如求A 、 B 处约束反力: 1. 简便的解题步骤为( D ); 1 F 3 F 2 F 4 F

A .先整体分析,再分析 CAE 构件; B .先分析DBC 构件,再整体分析; C .先分析CAE 构件,再分析DBC 构件; D .先分析DBC 构件,再分析CEA 构件。 2. 由DBC 构件分析,可以求得( C ); A .F By B .F Cy 、F Ay C .F By 、F Cy D .F Ay 3. F By 、F Ay 、M A 分别等于( A )。 A . qa 29, qa 23, 225qa B . qa 25, qa 29, 223 qa C . qa 23, qa 29, qa 25 D . qa 29, qa 25, qa 2 3 三、已知变截面钢轴上的外力偶矩1800b m N m ,1200c m N m ,剪切弹性模量 98010Pa G ,轴的尺寸见图,试求最大切应力max 和最大相对扭转角AC 。(15分) 解:1)画扭矩图 最大扭矩值3kNm 2)最大切应力 AB 段:36max max 333 1616310Nm 36.210Pa =36.2MPa 0.075m AB AB P T T W d BC 段:36max max 333 1616 1.210Nm 48.810Pa =48.8MPa 0.05m BC BC P T T W d T 3kNm 1.2kNm

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

中南大学土木工程材料历届考试试题及答案

讪祁协丄仃一咛卩 中南大学考试试卷 ■ 2003-2004学年第二学期 课程;土木工程材料 rie*攻& I )第一.一九国答寮直接做任试卷二.第二~五人蟻告安弓 存存颇紙匕. 何时交冋. 班级: ____________ 学号* ____________ 姓名: __________________ 、单邊JS (】0X2?20分) I ?当果一材料的孔障半增人时,下乳材料性復指标中一定不 变的# ( )? A ?帝反 B ?衣观密復 C.盘水率 D ?强度 2. 实 灵空沸煮法檢唯普通木泥的休枳安定性时,只能检验出 < )足古过 A f-Mg (J B ? f-CaO C. SO 」 D.眩 3. 石灰熟化过祥中的“陈伏”是为了( A.利干结晶 B.蒸发姜余水分 C.歸任发热? 1?喷射混联十施工应优先的外加剂是( )? A ?早幺剂 B.引气剂 C.缓根利 D.速凝別 o.下列阪景结构钢中可用丁低淙炸接结构的足( )? 6?建纨砂按的保水性用( )表示. 8 ?测料的量其本组分星( 9.木材在加工前通常应干燥至( )? A ? Q235-AF B. Q215 C. Q235-C D. 0195 3: D.消除过火石灰的危害 A.沉入度 B.分泾度 C.流动度 D.稠度 7?炎热地区用面防水用石油沥育一般选用( A ?10号 B. 30号 C ?60号 >建戻石油沥rr D. 100 号 人槿脂 B .首色剂 cia 化剤 D 填料 试卷阪号:NO. 02 分类:A-02(±木工程)

A.纤堆饱和点含水率B平衡含水率 C.林准含水率 D.绝干 W?在廉定传热下.保温隔热材料应送择()的. A?导热系數大R.导热系数小C?导淋系数大D.始容童小 黄二页.?1S

东北大学16春学期《工程力学(二)》在线作业参考答案

一、单选题: 1. (满分:5) A. B. C. D. 2. (满分:5) A. A B. B C. C D. D 3.关于材料的力学一般性能,有如下结论,试判断哪一个是正确的: (满分:5) A. 脆性材料的抗拉能力低于其抗压能力; B. 脆性材料的抗拉能力高于其抗压能力; C. 韧性材料的抗拉能力高于其抗压能力; D. 脆性材料的抗拉能力等于其抗压能力。 4.平面汇交力系的合成结果是( )。 (满分:5) A. 一扭矩 B. 一弯矩 C. 一合力 D. 不能确定

5.将构件的许用挤压应力和许用压应力的大小进行对比,可知( ),因为挤压变形发生在局部范围,而压缩变形发生在整个构件上。 (满分:5) A. 前者要小些 B. 前者要大些 C. 二者大小相等 D. 二者可大可小 6. (满分:5) A. A B. B C. C D. D 7. (满分:5) A. A B. B C. C D. D 8.直径为d、长度为l、材料不同的两根轴,在扭矩相同的情况下,最大切应力,最大相对扭转角。 (满分:5) A. 相同、相同 B. 不同、相同 C. 相同、不同

D. 不同、不同 9. (满分:5) A. A B. B C. C D. D 10. (满分:5) A. 减小轴的长度 B. 改用高强度结构钢 C. 提高轴表面的粗糙度 D. 增加轴的直径 11. (满分:5) A. 前者不变,后者改变 B. 两者都变 C. 前者改变,后者不变 D. 两者都不变 12. (满分:5) A. A B. B C. C D. D 13.作用与反作用定律适用于下列哪种情况( )。 (满分:5)

中南大学土木工程材料课后习题及答案

土木工程材料习题集与参考答案 第一章 土木工程材料的基本性质 1. 试述材料成分、结构和构造对材料性质的影响? 参考答案:材料的成分对性质的影响:材料的组成及其相对含量的变化,不仅会影响材料的化学性质,还会影响材料的物理力学性质。材 料的成分不同,其物理力学性质有明显的差异。值得注意的是,材料中某些成分的改变,可能会对某项性质引起较大的改变,而对其他性质的影响不明显。 材料的结构对性质的影响:材料的结构是决定材料物理性能的重要因素。可分为微观结构和细观结构。材料在微观结构上的差异影响到材料的强度、硬度、熔点、变形、导热性等性质,可以说材料的微观结构决定着材料的物理力学性能。 材料的构造对性质的影响:材料的构造主要是指材料的孔隙和相同或不同材料间的搭配。不同材料适当搭配形成的复合材料,其综合性能优于各个单一材料。材料的内部孔隙会影响材料的强度、导热性、水渗透性、抗冻性等。 总之,材料的组成、结构与构造决定了材料的性质。材料的组成、结构与构造的变化带来了材料世界的千变万化。 2.试述材料密度、表观密度、孔隙率的定义、测定方法及相互关系。密度与视密度的区别何在? 参考答案:密度ρ:是指材料在密实状态下单位体积的质量。测定方法:将材料磨细成粒径小于0.25mm 的粉末,再用排液法测得其密实 体积。用此法得到的密度又称“真密度”。 表观密度0ρ:是指材料在自然状态下单位体积的质量。测定方法:对于外形规则的块体材料,测其外观尺寸就可得到自然体积。对于外观不规则的块体材料,将其加工成规则的块体再测其外观尺寸,或者采用蜡封排液法。 孔隙率P :材料中的孔隙体积与总体积的百分比。 相互关系:%10010???? ? ??- =ρρP 密度与视密度区别:某些散粒材料比较密实,其内部仅含少量微小、封闭的孔隙,从工程使用角度来说,不需磨细也可用排液法测其 近似的密实体积,这样测得的密度称为“视密度”。 3.孔隙率及孔隙特征对材料的表观密度、强度、吸水性、抗渗性、抗冻性、导热性等性质有何影响? 参考答案:对表观密度的影响:材料孔隙率大,在相同体积下,它的表观密度就小。而且材料的孔隙在自然状态下可能含水,随着含水量 的不同,材料的质量和体积均会发生变化,则表观密度会发生变化。 对强度的影响:孔隙减小了材料承受荷载的有效面积,降低了材料的强度,且应力在孔隙处的分布会发生变化,如:孔隙处的应力集 中。 对吸水性的影响:开口大孔,水容易进入但是难以充满;封闭分散的孔隙,水无法进入。当孔隙率大,且孔隙多为开口、细小、连通时, 材料吸水多。 对抗渗性的影响:材料的孔隙率大且孔隙尺寸大,并连通开口时,材料具有较高的渗透性;如果孔隙率小,孔隙封闭不连通,则材料不易 被水渗透。 对抗冻性的影响:连通的孔隙多,孔隙容易被水充满时,抗冻性差。 对导热性的影响:如果材料内微小、封闭、均匀分布的孔隙多,则导热系数就小,导热性差,保温隔热性能就好。如果材料内孔隙较大, 其内空气会发生对流,则导热系数就大,导热性好。 4.材料的耐水性、吸水性、吸湿性、抗冻性、导热性、热容、抗渗性的含义是什么? 参考答案:耐水性: 材料抵抗水破坏作用的能力称为耐水性,即材料经水浸泡后,不发生破坏,同时强度也不显著降 低的性质。指标:软化系数 吸水性:材料与水接触时其毛细管会吸收水分的性质。指标:吸水率 吸湿性:材料在潮湿空气中吸收水分的性质。指标:平衡含水率 抗冻性:材料在吸水饱和状态下,能经受多次冻融循环作用而不被破坏,强度也不严重降低的性质。指标:抗冻等 级,其划分取决于材料在一定条件下经受冻融而不被破坏的次数。 导热性:当材料两面存在温度差时,热量会从温度较高的一面传导到温度较低的一面的性质。指标:导热系数 热容:某块材料在温度升降1K 时所放出或吸收的热量。 指标:C (热容)=c (比热容)?m(材料质量) 抗渗性:材料抵抗压力水或液体渗透的性质。指标:渗透系数 5.材料的导热系数、比热容和热容与建筑物的使用功能有什么关系? 参考答案:材料的导热系数小,建筑物的保温隔热性能就好。如果建筑物围护结构的热容越大,则在气温变化较大时,能较好地保持室内 温度。 6.试述材料的弹性、朔性、脆性和弹性磨量的意义? 参考答案:弹性: 当撤去外力或外力恢复到原状态,材料能够完全恢复原来形状的性质。 塑性: 当撤去外力或外力恢复到原状态,材料仍保持变形后的形状和尺寸,并不产生裂缝的性质。 脆性:是材料在外力作用下不产生明显变形而突然发生破坏的一种性能。 弹性模量: 晶体材料如金属材料表现为线弹性,一些非晶体材料如玻璃等也表现为线弹性,其应力与应变之比为常数,比值称为弹性 模量,它是衡量材料抵抗外力使其变形能力的一个指标。 7.影响材料强度试验结果的因素有哪些?强度与强度等级是否不同,试举例说明。 参考答案: 试验条件对材料强度试验结果有较大的影响,其中主要有试件的形状和尺寸、试验机的加载速度、试验时的温度和湿度,以 及材料本身的含水状态等。 强度与强度等级不一样。强度是一个具体值,而强度等级是一个等级范围。如:混凝土的强度等级为C30,那么属于C30强度等级的 混凝土的实际强度值有可能是30MPa 或与30MPa 接近的强度值。 8.某地红砂岩,已按规定将其磨细,过筛。烘干后称取50g ,用李氏瓶测得其体积为18.9cm 3 。另有卵石经过清洗烘干后称取1000g ,将其浸水饱和后用布擦干。又用广口瓶盛满水,连盖称得其质量为790g ,然后将卵石装入,再连盖称得其质量为1409g ,水温为25℃,求红砂岩及卵石的密度或视密度,并注明哪个是密度或视密度。

东北大学20秋答案《土木工程材料》在线平时作业2

1.材料的耐水性一般可用____来表示 A.渗透系数 B.抗冻性 C.软化系数 D.含水率 答案:C 2.中空玻璃属于____其中的一种。 A.饰面玻璃 B.安全玻璃 C.功能玻璃 D.玻璃砖 答案:C 3.水泥熟料中水化速度最快,28天水化热最大的是____。 A.C3S B.C2S C.C3A D.C4AF 答案:C 4.____是决定沥青粘滞性的技术指标 A.针入度 B.延度 C.软化点 答案:A 5.土木工程材料的防火性能包括____。①燃烧性能②耐火性能③燃烧时的毒性 ④发烟性⑤临界屈服温度。 A.①②④⑤ B.①②③④ C.②③④⑤ D.①②③④⑤

6.石膏浆体的水化、凝结和硬化实际上是碳化作用。() A.正确 B.错误 答案:B 7.为加速水玻璃的硬化,常加入氟硅酸钠作为促硬剂,加入越多效果越好。() A.正确 B.错误 答案:B 8.夏季高温时的抗剪强度不足和冬季低温时的抗变形能力过差,是引起沥青混合料铺筑的路面产生破坏的重要原因。() A.正确 B.错误 答案:A 9.某材料含大量开口孔隙,直接用排水法测定其体积,该材料的质量与所测得的体积之比即为该材料的表观密度。() A.正确 B.错误 答案:B 10.初凝时间不符合规定的为废品。() A.正确 B.错误 答案:B 11.红砖在氧化气氛中烧得,青砖在还原气氛中烧得。() A.正确 B.错误

12.在空气中吸收水分的性质称为材料的吸水性。() A.正确 B.错误 答案:B 13.胶合板可消除各向异性及木节缺陷的影响。() A.正确 B.错误 答案:A 14.防水涂料固化前呈液态,尤适用于不规则屋面、节点等复杂表面,可形成无接缝的防水膜。() A.正确 B.错误 答案:A 15.釉面砖常用于室外装饰。() A.正确 B.错误 答案:B 16.红砖在氧化气氛中烧得,青砖在还原气氛中烧得。() A.正确 B.错误 答案:A 17.在满足使用要求的前提下,应尽量使用较大牌号的石油沥青,以保证较长使用年限。() A.正确 B.错误

东北大学《材料力学》考试大纲

2017年硕士研究生统一入学考试 《材料力学》 第一部分考试说明 一、考试性质 材料力学是力学一级学科硕士研究生统一入学考试业务课二(第四单元)。考试对象为参加东北大学力学一级学科下设各硕士点的2016年全国硕士研究生入学考试的准考考生。 二、考试形式与试卷结构 (一)答卷方式:闭卷,笔试 (二)答题时间:180分钟 (三)考试题型及比例 选择与填空 30% 计算题 70% (四)参考书目 《材料力学》,刘鸿文,高等教育出版社2006 年 《材料力学》,孙训芳,高等教育出版社2002 年 第二部分考查要点 (一)绪论 材料力学的任务和研究对象;变形固体的基本假设;内力、应力和截面法的概念;变形与应变;杆件的基本变形形式。 (二)拉伸和压缩 轴向拉伸与压缩的概念;截面法、轴力和轴力图;直杆横截面和斜截面上的应力,最大剪应力。 低碳钢的拉伸实验,应力——应变曲线及其特点:比例极限,弹性极限、屈服极限、强度极限;屈服时试件表面的滑移线;延伸率、断面收缩率;冷作硬化。铸铁和其他材料的拉伸试验。压缩时材料的力学性能。 拉伸和压缩时的变形:纵向变形,线应变,胡克定律,弹性模量,抗拉(压)刚度,横向变形,泊松比。 安全系数的确定和许用应力,强度条件。拉伸、压缩时的变形能、比能。应力集中的概念。简单超静定问题、装配应力、温度应力。

(三)剪切 剪切的概念,剪切的实用计算;挤压的概念,挤压的实用计算。 (四)扭转 扭转的概念。扭矩和扭矩图。薄壁圆筒扭转时的应力。纯剪切的概念,剪应力互等定理,剪切胡克定律,剪切弹性模量。圆轴扭转时的应力和变形。极惯性矩、抗扭截面模量、抗扭刚度。强度条件和刚度条件。扭转时的变形能。 (五)弯曲内力 平面弯曲的概念。剪力、弯矩及其方程。剪力图和弯矩图。 分布载荷集度、剪力、弯矩之间的微分关系。用叠加法作弯矩图。刚架、平面曲杆弯曲内力。 (六)平面图形的几何性质 静矩、惯性矩、惯性积、惯性半径。简单图形惯性矩的计算。平行移轴公式。转轴公式;组合图形惯性矩的计算,主形心轴和主形心惯性矩。 (七)弯曲应力 纯弯曲时的正应力公式。抗弯刚度、抗弯截面模量。纯弯曲理论的推广。梁的正应力强度计算。矩形截面梁的剪应力。剪应力的强度校核。提高弯曲强度的措施。 (八)弯曲变形 梁的变形,挠度与转角。梁的挠曲线及其近似微分方程。用积分法求梁的挠度与转角。根据叠加原理求梁的挠度与转角。梁的刚度校核。用变形比较法求解简单超静定梁,提高梁弯曲刚度的措施。 (九)应力状态及强度理论 应力状态的概念。主应力与主平面。平面应力状态下的分析——解析法与图解法。三向应力状态,最大剪应力。 广义胡克定律。各向同性材料弹性常数之间的关系。三向应力状态下的弹性比能,体积改变和形状改变比能。 强度理论的概念。破坏形式分析,脆性断裂和塑性流动。 最大拉应力理论,最大线应变理论,最大剪应力理论,形变改变比能理论。相当应力概念。 (十)组合变形 组合变形的概念。拉(压)与弯曲组合时的应力和强度计算。偏心拉伸(压缩)时的应力和强度计算。扭转与弯曲组合时的强度计算。斜弯曲。组合变形的普遍形式。 (十一)压杆稳定 压杆稳定概念。稳定平衡与不稳定平衡。细长压杆临界载荷欧拉公式。杆端不同约束的影响。长度系数、杆的柔度。欧拉公式适用范围。超过比例极限时压杆临界应力的经验公式,临界应力总图。压杆稳定计算。提高压杆稳定性的措施。

土木工程材料作业参考答案1

P16-1 何谓材料的密度、表观密度、堆积密度?如何测定?材料含水后对三者有什么影响? 答:密度指材料在绝对密实状态下单位体积的干燥质量。表观密度指材料在自然状态下单位体积的质量。堆积密度指散粒材料或粉体材料在自然堆积状态下单位体积的质量。 测定材料的密度、表观密度和堆积密度,关键在于分别测定其绝对密实体积、表观体积(即自然状态下的体积)和堆积体积。 密实材料,绝对密实体积等于表观体积,外形规则材料可以直接量度外形尺寸,通过几何计算得到体积;外形不规则的材料可以用排液法得到体积。 求非密实材料的绝对密实体积,要把材料磨成粉,干燥至恒重后用李氏密度瓶测定;求形状规则的非密实材料表观体积,方法同规则密实材料,形状不规则非密实材料,可在材料表面封蜡后,用排液法测得表观体积。 散粒材料的堆积密度,通常以所填充的容器的容积作为材料的自然堆积体积来求得。 材料的密度与含水无关,表观密度和堆积密度随含水量增大而增大。 P16-2 材料的孔隙率和孔隙特征对材料的哪些性能有影响?有何影响。 答:材料的孔隙率和孔隙特征对材料的强度、表观密度、吸水性、吸湿性、抗渗性、抗冻性、隔热保温性、隔声/吸声性等性能有影响。 一般来说组成相同的材料孔隙率越大则干表观密度、强度越小;抗渗性、抗冻性、导热性越差;吸水性、吸湿性、隔热性、吸声性越好。 在组成和孔隙率都相同的情况下,细小开口孔隙比较多的材料比粗大开口孔隙多的材料,吸水性、吸湿性好,抗渗性、抗冻性差,具有较多细小封闭孔隙的材料比具有粗大连通孔隙多的材料强度大,抗冻性好,导热性差。 P16-3有一块烧结普通砖,在吸水饱和状态下质量为2900g,其绝干质量为2550g。砖的尺寸为240mm ×115mm×53mm,经干燥并磨成细粉后取50g,用排水法测得绝对密实体积为18.62cm3。试计算该砖的吸水率、密度、孔隙率。 解:该砖的质量吸水率=(饱和状态下质量—绝干质量)/绝干质量×100% =(2900-2550)/2550×100% =13.7% 该砖的体积吸水率=(饱和状态下质量—绝干质量)/表观体积/水的密度×100% =(2900-2550)/(24×11.5×5.3)/1×100% =23.9% 砖的密度=50/18.62=2.69g/cm3 砖的表观密度=2550/(24×11.5×5.3)=1.74g/cm3 砖的孔隙率=(1—表观密度/密度)×100%=(1-1.74/2.69)×100%=35.3% P53-2硅酸盐水泥熟料有哪些主要的矿物组成?他们在水泥水化中各表现出什么特性? 答:硅酸盐水泥熟料的主要矿物组成有硅酸三钙(C3S)、硅酸二钙(C2S)、铝酸三钙(C3A)、铁 介质中生成石膏时就有破坏作用? 答:因为生产中掺入适量的石膏,它的水化反应主要集中于水泥水化的初期,而水泥浆体在终凝之前具有塑性,这个时候的体积膨胀不会受到限制;硬化的初期,水泥石强度较低,内中毛细孔隙比较多,仍能容纳微量的膨胀,因此早期掺入的适量的石膏对水泥不起破坏作用。 硬化后的水泥石不具有塑性,即没有变形能力。后期进入的硫酸盐和水泥石中的水泥水化产物

工程力学材料力学第四版[北京科技大学及东北大学]习题答案解析

工程力学材料力学 (北京科技大学与东北大学) 第一章 轴向拉伸和压缩 1-1:用截面法求下列各杆指定截面的内力 解: (a):N 1=0,N 2=N 3=P (b):N 1=N 2=2kN (c):N 1=P,N 2=2P,N 3= -P (d):N 1=-2P,N 2=P (e):N 1= -50N,N 2= -90N (f):N 1=0.896P,N 2=-0.732P 注(轴向拉伸为正,压缩为负) 1-2:高炉装料器中的大钟拉杆如图a 所示,拉杆下端以连接楔与大钟连接,连接处拉杆的横截面如图b 所示;拉杆上端螺纹的内 径d=175mm 。以知作用于拉杆上的静拉力P=850kN ,试计算大钟拉杆的最大静应力。 解: σ1= 2118504P kN S d π= =35.3Mpa σ2=2228504P kN S d π= =30.4MPa ∴σmax =35.3Mpa 1-3:试计算图a 所示钢水包吊杆的最大应力。以知钢水包及其所盛钢水共重90kN ,吊杆的尺寸如图b 所示。 解: 下端螺孔截面:σ1=1 90 20.065*0.045P S = =15.4Mpa 上端单螺孔截面:σ2=2P S =8.72MPa 上端双螺孔截面:σ3= 3P S =9.15Mpa ∴σmax =15.4Mpa 1-4:一桅杆起重机如图所示,起重杆AB 为一钢管,其外径D=20mm,内径d=18mm;钢绳CB 的横截面面积为0.1cm 2。已知起重量

P=2000N , 试计算起重机杆和钢丝绳的应力。 解: 受力分析得: F 1*sin15=F 2*sin45 F 1*cos15=P+F 2*sin45 ∴σAB = 1 1F S =-47.7MPa σBC =2 2F S =103.5 MPa 1-5:图a 所示为一斗式提升机.斗与斗之间用链条连接,链条的计算简图如图b 所示,每个料斗连同物料的总重量P=2000N.钢链又 两层钢板构成,如c 所示.每个链板厚t=4.5mm,宽h=40mm,H=65mm,钉孔直径d=30mm.试求链板的最大应力. 解: F=6P S 1=h*t=40*4.5=180mm 2 S2=(H-d)*t=(65-30)*4.5=157.5mm 2 ∴σmax=2F S =38.1MPa 1-6:一长为30cm 的钢杆,其受力情况如图所示.已知杆截面面积A=10cm2,材料的弹性模量E=200Gpa,试求; (1) AC. CD DB 各段的应力和变形. (2) AB 杆的总变形. 解: (1)σAC =-20MPa,σCD =0,σDB =-20MPa; △ l AC =NL EA =AC L EA σ=-0.01mm △ l CD =CD L EA σ=0 △ L DB =DB L EA σ=-0.01mm (2) ∴AB l ?=-0.02mm 1-7:一圆截面阶梯杆受力如图所示,已知 材料的弹性模量E=200Gpa,试求各段的应力和应变. 解: AC AC AC L NL EA EA σε===1.59*104 ,

中南大学土木工程材料复习

土木工程材料课程复习提纲 绪论 土木工程材料的种类与发展历史;土木工程材料与土木工程间的关系 第1章土木工程材料导论(10%) 基本概念: (1)材料的组成:化学组成、物相组成 (2)材料的结构:微观、细观、宏观;晶体、无定形和胶体材料的特征 (3)流体的流变行为:粘度与屈服应力 (4)物理性能:特征温度、质量、密度;孔隙与空隙;亲水与憎水;毛细现象与吸附;含水率与吸水率;平衡含水率;导热系数;线膨胀系数;电阻与电导。 (5)力学性能:作用力形式(拉、压、弯、剪、冲、疲劳);塑性与弹性;脆性与韧性;强度与弹性模量;硬度、抗疲劳、徐变; (6)耐久性能:无机多孔材料的水侵蚀、冻融破坏、化学侵蚀;金属材料的腐蚀与电化学腐蚀;有机材料的老化;工程材料的放射性和挥发性物质 重要概念: 工程材料的性能包括施工性能,物理性能、力学性能和耐久性能,这些性能均取决其组成与结构! 重要规律: (1)多孔材料的物理、力学和耐久性能及其与孔隙率、孔结构间的关系 (2)工程材料的弹性、塑性、韧性、脆性与组成、结构的关系 第2章无机胶凝材料(15%) 基本概念: (1)气硬性与水硬性胶凝材料的定义与特性 (2)石膏:二水石膏、半水石膏、硬石膏、建筑石膏的定义与组成;建筑石膏浆体的凝结硬化机理;建筑石膏的主要特性与工程应用 (3)石灰:生石灰、熟石灰、石灰粉、石灰膏的定义与组成;石灰浆体的凝结硬化机理;各种石灰的特性与应用 (4)水玻璃:定义与组成;水玻璃硬化;水玻璃模数;性能与应用 (5)特性硅酸盐水泥:组成与性能特点;应用领域 (6)硫铝酸盐水泥:组成与特点;技术性能特点与应用 (7)铝酸盐水泥:组成与特点;技术性能特点与应用 重要概念: (1)胶凝材料的定义与特性;

大学《土木工程材料》试题及答案

土木工程材料试题及答案 一、填空题(每空1分,共20分) 1、材料的吸湿性是指材料在空气中吸收_____的性质。 1.水分 2.水可以在材料表面展开,即材料表面可以被水浸润,这种性质称为 _____。 2.亲水性 3.按冶炼时脱氧程度分类钢可以分成:_____,_____,_____和特殊镇静钢。 3.镇静钢沸腾钢半镇静钢 4.混凝土的三大技术性质指_____、_____、_____。 4.工作性力学性质耐久性 5.根据粒径的大小可将水泥混凝土用集料分为两种:凡粒径小于_____者称为细集料,大于_____者称为粗集料。 5.5mm 5mm 6.石灰的主要化学成分是_____和_____。 6.氧化钙氧化镁 7.土木工程中通常使用的五大品种硅酸盐水泥是 ____、____、____、_____和_____。 7.硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥火山灰质硅酸盐泥粉煤灰硅酸盐水泥 8.目前所用的墙体材料有_____,_____和_____三大类。 8.砖砌块板材 二.判断题(每小题1分,共10分) 1.砂浆的流动性是用分层度表示的。 1.对

2.白色大理石由多种造岩矿物组成。 2.错 3.粘土质砂岩可用于水下建筑物。 3.错 4.在空气中贮存过久的生石灰,不应照常使用。 4.对 5.针叶树材强度较高,表观密度和胀缩变形较小。 5.对 6.普通混凝土的强度与其水灰比成线性关系。 6.错 7.普通水泥混凝土配合比设计计算中,可以不考虑耐久性的要求。 7.错 8.石膏浆体的凝结硬化实际上是碳化作用。 8.错 9.木材的持久强度等于其极限强度。 9.错 10.沥青混合料是一种复合材料,由沥青、粗集料、细集料和矿粉以及外加剂所组成。 10.对 三.选择题(每小题2分,共10分) 1.在混凝土拌合物中,如果水灰比过大,会造成__。 A 拌合物的粘聚性和保水性不良 B 产生流浆 C 有离析现象 D 严重影响混凝土的强度 1.ABCD 2 为工程使用方便,通常采用()确定沥青胶体结构的类型。

徐州工程学院土木工程材料试卷九

九、第一大题 第1题:增大材料的孔隙率,则其抗冻性能将(D ) A不变 B提高 C降低 D不一定 第2题:下列各项中,哪项不是影响硅酸盐水泥凝结硬化的因素?(C ) A熟料矿物成分含量、水泥细度、用水量 B环境温湿度、硬化时间 C水泥的用量与体积 D石膏掺量 第3题:现场拌制混凝土,发现粘聚性不好时最可行的改善措施为( A) A 适当加大砂率 B 加水泥浆(W/C不变) C 加大水泥用量 D 加CaSO4 第4题:水泥强度试体养护的标准环境是( D) A(20±3)℃,95%相对湿度的空气 B(20±1)℃,95%相对湿度的空气 C(20±3)℃的水中 D(20±1)℃的水中 第5题:鉴别过火砖和欠火砖的常用方法是(B )根据。 A砖的强度 B砖的颜色深浅及打击声音 C砖的外形尺寸 D 有无泛霜 第6题:对混凝土有利的变形为( C)。 A 徐变 B 干缩 C 湿涨 D 温度变形 第7题:水泥的强度是指(A )。 A胶砂强度 B净水泥砂浆强度 C混凝土试块强度 D.净浆强度 第8题:某一材料的下列指标中为常数的是(A )。 A 密度 B 表观密度(容重) C 导热系数 D 强度 第9题:检验烧结普通砖的强度等级,需取(C )块试样进行试验。 A1 B5 C10 D15 第10题:下类4种钢筋,拿一种强度较高,可自行加工成材,成本较低,发展较快,适宜用于中、小型欲应力构件?( B) A 热轧钢筋 B 冷拔低碳钢丝 C 碳素钢丝 D 钢绞线 11题:下列碳素结构钢中含碳量最高的是( D)。 A.Q235-AF B.Q215 C.Q255 D.Q275 第12题:有关钢材的知识叙述正确的是?(A ) A 钢与生铁的区别在于钢的含碳量值应小于2.0% B 钢材的耐火性好 C 低碳钢为含碳小于0.60%的碳素钢 D 沸腾钢的冲击韧性和可焊性较镇静钢好

土木工程材料作业1

>>作业 (一) 单选题 1. 评价材料抵抗水的破坏能力的指标是()。 (A) 强度(B) 渗透系数(C) 软化系数(D) 吸水率 难度:较易分值:4.0参考答案:C学生答案:C得分:4.0 2. 下列属于活性混合材的是()。 (A) 粘土(B) 慢冷炉渣(C) 粉煤灰(D) 磨细石英砂 难度:较易分值:4.0参考答案:C学生答案:C得分:4.0 3. 关于石灰消解的叙述中正确的是()。 (A) 放热反应(B) 吸热反应(C) 体积收缩(D) 不能搅拌 难度:较易分值:4.0参考答案:A学生答案:A得分:4.0 4. 硅酸盐水泥石中体积含量最高的水化产物是()。 (A) 水化硅酸钙凝胶(B) 氢氧化钙(C) 水化铁酸钙(D) 钙矾石 难度:较易分值:4.0参考答案:A学生答案:A得分:4.0 5. 材料抵抗水的破坏作用的能力称为()。 (A) 耐水性(B) 抗冻性(C) 抗渗性(D) 渗透系数 难度:较易分值:4.0参考答案:A学生答案:A得分:4.0 6. 硅酸盐水泥中水化热最高的矿物是()。 (A) C3A (B) C4AF (C) C3S (D) C2S

7. 下列水泥中,和易性最好的是()。 (A) 矿渣水泥(B) 粉煤灰(C) 火山灰水泥(D) 普通水泥 难度:较易分值:4.0参考答案:B学生答案:B得分:4.0 8. 按国家标准规定硅酸盐水泥的初凝时间为()。 (A) 不早于45分钟(B) 不迟于45分钟(C) 不迟于10小时(D) 不迟于390分钟 难度:较易分值:4.0参考答案:A学生答案:A得分:4.0 9. 建筑石膏指的是()。 (A) β型半水石膏(B) α半水石膏(C) 无水石膏(D) 二水石膏 难度:较易分值:4.0参考答案:A学生答案:A得分:4.0 10. 承受冲击或震动荷载的结构选材时必须首先考虑材料的()。 (A) 密度(B) 强度(C) 韧性(D) 耐腐蚀性 难度:较易分值:4.0参考答案:C学生答案:C得分:4.0 (二) 多选题 1. 与普通水泥相比,矿渣水泥的耐热性好主要是因为()。 (A) 水泥中C3S含量少 (B) 水泥中C3S含量多 (C) 水泥石中氢氧化钙含量少 (D) 水泥石中氢氧化钙含量多 (E) 矿渣耐热

东北大学2015工程力学基础大题

工程力学基础复习题B 一、 空心圆轴外力偶矩如图示,已知材料[]100MPa τ=,9 8010 Pa G =?,[]3θ= , 60mm D =,50mm d =,试校核此轴的强度和刚度。 解:1)画扭矩图 最大扭矩值2kNm 2)最大切应力 ()()3max max 34343 1616210Nm 93.6MPa 10.0510.6m AB P T T W d τπαπ??====-?- 3)最大单位长度扭转角 ()() 3m a x 449244 32180180 32210180 2.68m 180100.0510.6AB AB P T T GI G D θπππαπ???=? =?==-???- []max =93.6MPa <100MPa ττ=,[]max 2.68m 3θθ=<= , 安全。 二、 梁受力如图示,求约束反力并画出剪力图和弯矩图。 解:1)约束反力 0,200N 0y By F F =-=∑ ; ()200N By F =↑ 0,200N 4m 150Nm 0B M =?+=∑;()950Nm B M =顺时针 2)画剪力图和弯矩图 2kNm m =3- S F 200N M 400Nm - 550Nm 950Nm

三、 已知矩形截面梁,高度80m m h =,宽度60m m b =,1m a =,分布载荷 6k N m q =,[]170MPa σ=,试校核梁的强度。 解:1)约束反力 0B M =∑ ; 220A aF aq a Fa -?+=;1 2A F qa = ; 0A M =∑ ; 2230B aF aq a aF -?-=; 5 2 B F qa =; 2)画剪力图和弯矩图 3)危险截面在B 处,23261016kN m B M qa ==??=? 236max 22266661093.810Pa =93.8MPa 0.060.08 z M M qa W bh bh σ???=====?? []m a x 93.8M P a <100M P a σσ== 安全。 四、 直角折杆AD 放置水平面内,A 端固定,D 端自由。已知折杆直径0.1m d =受力如图, 15kN F =、210kN F =、3kN P =,[]120MPa σ=,试用第三强度理论校核此杆 的强度。 10kN z =+ - 12 qa 32 qa qa 218 qa 2 qa + -

工程力学材料力学第四版[北京科技大学与东北大学]习题集答案

工程力学材料力学 (科技大学与东北大学) 第一章轴向拉伸和压缩 1-1:用截面法求下列各杆指定截面的力 解:

(a):N1=0,N2=N3=P (b):N1=N2=2kN (c):N1=P,N2=2P,N3= -P

(d):N1=-2P,N2=P (e):N1= -50N,N2= -90N (f):N1=0.896P,N2=-0.732P 注(轴向拉伸为正,压缩为负) 1-2:高炉装料器中的大钟拉杆如图a所示,拉杆下端以连接楔与大钟连接,连接处拉杆的横截面如图b所示;拉杆上端螺纹的 径d=175mm。以知作用于拉杆上的静拉力P=850kN,试计算大钟拉杆的最大静应力。

解:σ1= 2 1 1 850 4 P kN S d π = =35.3Mpa σ2= 2 2 2 850 4 P kN S d π = =30.4MPa ∴σmax=35.3Mpa 1-3:试计算图a所示钢水包吊杆的最大应力。以知钢水包及其所盛钢水共重90kN,吊杆的尺寸如图b所示。 解:

下端螺孔截面:σ1=1 90 20.065*0.045P S =15.4Mpa 上端单螺孔截面:σ2=2P S =8.72MPa 上端双螺孔截面:σ3= 3P S =9.15Mpa ∴σmax =15.4Mpa

1-4:一桅杆起重机如图所示,起重杆AB为一钢管,其外径D=20mm,径d=18mm;钢绳CB的横截面面积为0.1cm2。已知起重量 P=2000N,试计算起重机杆和钢丝绳的应力。 解:受力分析得: F1*sin15=F2*sin45 F1*cos15=P+F2*sin45 ∴σAB= 1 1 F S=-47.7MPa σBC= 2 2 F S=103.5 MPa

土木工程材料作业(2)

一、问答题。 1.常见合成高分子防水卷材有哪些? 答:1、三元乙烯橡胶防水卷材 2、氯丁橡胶卷材 3、氯丁橡胶乙烯防水卷材 4、氯化聚乙烯防水卷材 5、氯化聚乙烯橡胶共混卷材 2.钢材牌号与其强度质量等的关系? 答:钢的牌号由代表屈服点的字母、屈服点数值、质量等级符号、脱氧方法符号等四个部分顺序组成。牌号越大,含碳量越大,抗拉强度越高,而伸长率则随着牌号的增大而降低。 3.各元素对钢材质量的影响? 答:钢材中除了主要化学成分铁以外,还含有少量的碳、硅、锰、磷、硫、氧、氮、钛、钒等元素: (一)碳(C): 一、所有碳素钢的性能主要取决于含C量,钢中含碳量增加,屈服点和抗拉强度升高,性和冲击性降低,0.8%以下的碳钢抗拉强度与含碳量成正比增加,塑性及韧性则相反,含C 量>0.8%的碳钢,强度及塑性均低,但硬度很高,但当含碳量在1.0%以上,随着含碳量的增加,钢材的强度反而下降。所以含C量不同的钢经处理后显示的性质就不同。含碳量越高,钢的硬度就越高,但是它的可塑性和韧性就越差。碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力,在露天料场的高碳钢就易锈蚀。 二、随着含碳量的增加,钢材的焊接性能变差(含碳量大于0.3%的钢材,可焊性显著下降)冷脆性和时效敏感性增大,耐大气锈蚀性下降。一般工程所用碳素钢均为低碳钢,即含碳量小于0.25%;工程所用低合金钢,其含碳量小于0.52%。 (二)硅(Si): 一、在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂,是钢中的有益元素。所以镇静钢含有 0.15-0.30%的硅。如果钢中含硅量超过0.50-0.60%,硅就算合金元素。硅含量较低(小于 1.0%)时,能提高钢材的强度,而对塑性和韧性无明显影响。它可以提高钢的硬度,但是可塑性和韧性下降,电工用的钢中含有一定量的硅,能改善软磁性能。 二、硅能显著提高钢的弹性极限,屈服点和抗拉强度,故广泛用于作弹簧钢。中加入 1.0-1.2%的硅,强度可提高15-20%。 三、硅和钼、钨、铬等结合,有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用,可制造耐热钢。 四、含硅1-4%的低碳钢,具有极高的导磁率。 五、硅量增加,会降低钢的焊接性能。 (三)锰(Mn): 一、锰是炼钢时用来脱氧去硫而存在于钢中的,是钢中的有益元素。能力,能消除或减轻氧、硫所引起的热脆性,大大改善钢材的热加工性能,同时能提高钢材的强度和硬度。一般钢中含锰0.30-0.50%。在碳素钢中加入0.70%以上时就算“锰钢”,较一般钢量的钢不但有足够的韧性,且有较高的强度和硬度,提高钢的淬性,改善钢的热加工性能,如16Mn 钢比A3屈服点高40%。 二、锰量增高,减弱钢的抗腐蚀能力,降低焊接性能。能提高钢的强度,能消弱和消除硫的不良影响,并能提高钢的淬透性,含锰量很高的高合金钢(高锰钢)具有良好的耐磨性和其它的物理性能。

相关文档
最新文档