西安工业大学2016材料力学性能复习重点资料分析
弹性模量：产生100%弹性变形所需要的应力
弹性比功（弹性比能/应变比能）：表示金属材料吸收弹性变形功的能力
滞弹性：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
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
塑性：金属材料断裂前发生不可逆永久(塑性) 变形的能力.
包申格效应：金属材料经过预先加载产生少量的弹性形变，卸载后，再同向加载（拉伸）时，屈服强度或弹性极限增加；反向加载（压缩）时，屈服强度或弹性极限降低的
现象。
*消除包申格效应的方法：预先进行较大的塑形变形；在第二次反向受力前先使金属材料于
回复或再结晶温度下退火
金属韧性：金属材料断裂前吸收塑形变形功和断裂功的能力;或材料抵抗裂纹扩展的能力
缩颈：韧性金属在拉伸试验时变形集中于局部区域的特殊现象
韧性断裂：断裂前发生明显塑性变形的断裂
脆性断裂：突然发生的断裂，且断裂前基本不产生塑性变形。
穿晶断裂：裂纹扩展的路径穿过晶内
沿晶断裂：裂纹沿晶界扩展，大多为脆性断裂。断口形貌：冰糖状
剪切断裂：金属材料在切应力作用下沿滑面分离造成的滑移面分离的断裂
解理断裂：金属材料在一定条件下，外加正应力达到一定数值后，以极快速率沿一定晶体平面产生的穿晶断裂。
.解理面：由于与大理石的断裂相似，所以称这种晶体学平面为解理面
解理刻面：以晶粒大小为单位的解理面
解理台阶：解理裂纹与螺型位错相遇，形成具有一定高度的台阶
河流花样：解理台阶沿裂纹前端滑动，同号台阶汇合并长大，足够大时汇集成河流花样。微孔聚集断裂：由于杂质与基体界面脱离形成微孔形核并长大形成微孔，在外力作用下产生缩颈而断裂，导致各个微孔连接形成微裂纹，微裂纹在三向拉应力区和集中
塑形变形区，在该区形成新微孔。新微孔连通使裂纹向前推进，不断如此下
去产生断裂。
应力状态软性系数：τmax和σmax的比值，用α表示
各种加载状态下的应力状态软性系数：
三向不等拉伸：α=0.1 单向静拉伸α=0.5 扭转：α=0.8 单向压缩：α=2 三向不等压缩：α=4 缺口效应：由于缺口的存在，缺口截面上的应力状态将发生变化缺口，缺口根部应力集中缺口敏感度（NSR）：缺口试样的抗拉强度σbn与截面尺寸光滑试样的抗拉强度σb的比值
冲击韧性：是指材料在冲击载荷作用下吸收塑性变形功和断裂功的能力，用Ak表示
冲击吸收功：试样变形和断裂所消耗的功
低温脆性：在试验温度低于某一温度t k时，会由韧性状态变为脆性状态，冲击吸收功明显下降，断裂机理由微孔聚集型变为穿晶解理型，断口特征由纤维状变为结晶状，。t k称为韧脆转变温度，也称冷脆转变温度
低应力脆断：在应力水平低于材料屈服极限的情况下所发生的突然断裂现象。
张开型（Ⅰ型）裂纹：拉应力垂直作用于裂纹扩展面，沿作用力方向张开，沿裂纹面扩展的裂纹
应力场：物件受力时，其内部所受到的有方向有大小且连续的应力所构成的场
塑性区：金属材料裂纹扩展前，尖端附近出现的塑性变形区
有效屈服应力：在某个方向上发生屈服时对应的应力
变动载荷：载荷大小，方向均随时间变化的载荷
疲劳：金属构件在变动应力和应变长期作用下，由于累积损伤而引起的断裂
疲劳极限：试样可以经无限次应力循环也不会发生疲劳断裂时所对应的应力。记为σ-1 疲劳源：疲劳裂纹萌生的策源地
过载损伤界/过载损伤区：金属材料抵抗疲劳过载损伤的能力
疲劳缺口敏感度：金属材料在交变载荷作用下的缺口敏感性。用qf表示
疲劳裂纹核：0.05mm至0，1mm的裂纹，且定义为疲劳裂纹萌生期
高周疲劳：金属在循环载荷作用下疲劳寿命大于105次的疲劳断裂
低周疲劳：金属在循环载荷作用下疲劳寿命为102到105次的疲劳断裂
冲击疲劳：机件在重复冲击载荷作用下断裂的疲劳断裂
应力腐蚀：金属在拉应力和特定的化学介质共同作用下，经过一段时间后所产生的低应力脆断现象
氢脆：由于氢和应力的共同作用而导致金属材料产生脆性断裂的现象
氢致延滞断裂：由于氢的作用而产生的延滞断裂现象
磨损：机件表面接触并作相对运动时，表面逐渐有微小颗粒分离出来形成磨屑，使表面材料逐渐流失，造成表面损伤的现象。
粘着磨损：粘着磨损是接触表面相互运动时，因固相焊合作用使材料从一个表面脱落或转移到另一表面而形成的磨损，又称咬合磨损。
磨粒磨损：摩擦副的一方表面存在坚硬的细微凸起或在接触面向存在硬质粒子时产生的磨损。
接触疲劳：机件两接触面作滚动或滚动加滑动摩擦时，在交变接触压应力长期作用下，材料表面因疲劳损伤，导致局部区域产生小片或小块状金属剥落而材料流失的现象蠕变：金属在长时间的恒温，恒载荷作用下缓慢地产生塑性变形的现象
蠕变断裂：由于蠕变现象最后导致金属材料的断裂
蠕变极限：金属材料在一定温度和应力下，在规定时间内蠕变形量或蠕变速度不超过规定值时所承受的最大应力
扩散蠕变：金属两端在拉应力的作用下，晶体内空位从收拉晶界向受压晶界迁移，原子则朝相反方向流动，致使晶体逐渐产生伸长的蠕变
松弛稳定性：金属材料抵抗应力松弛的性能
填空简答
1.影响弹性后效（滞弹性）的因素：切应力、温度升高、晶体中的缺陷
2.弹性变形和塑性变形的特点？
弹性：1.弹性形变可恢复性2.弹性形变量很小
塑性：1.各晶粒变形的不同时性和不均匀性
2.各晶粒变形的相互协调性
3影响屈服强度的因素
（一）内在因素 1. 金属本性及晶格类型.主滑移面位错密度大，屈服强度大。
2.晶粒大小和亚结构.晶界对位错运动具有阻碍作用。晶粒小可以
产生细晶强化。都会使强度增加。
3.溶质原子:溶质元素溶入金属晶格形成固溶体,产生固溶强化。
4第二相. a.不可变形的第二相绕过机制.留下一个位错环对后续
位错产生斥力.b.可以变形的第二相切过机制.由于质点与基体间晶
格错排及位错切过第二相质点产生新界面需要做功，使强度增加。（二）外在因素.1.温度温度越高原子间作用越小位错运动阻力越低
2应变速率。应变速率越高强度越高。
3.应力状态.切应力分量越大强度越低
4.应变硬化（应变硬化指数）的工程意义：反映金属材料抵抗均匀塑性变形的能力；反映机件服役时偶然过载的能力；提高材料力学性能；提高低碳钢切削加工性能
5.塑性的意义？1以防机件偶然过载时产生突然破坏2.有利于阻止裂纹扩展3.金属的塑性有利于各种加工工序4.可以反映合金的质量优劣
6.韧性断裂宏观断口及特征三要素？杯锥形，断口粗糙、呈纤维状，灰暗色。三要素：
纤维区，放射区，剪切唇
7.磨损，腐蚀，断裂是机件的三种失效形式。
8..影响断口三要素的因素：材料脆性越大，放射区越大，纤维区越小，剪切唇越小。材料尺寸越大，放射区越大，纤维区基本不变。
9.脆性断裂宏观断口：脆性断裂的断裂面一般与正应力垂直，断口平齐而光亮，常呈放射状或结晶状。
10.沿晶断裂：当晶界的强度小于屈服强度时，晶界无塑性变形，断裂呈宏观脆性
产生冰糖状断口。当晶界的强度大于屈服强度时，晶界有塑性变形，产生石状断口11.微孔聚集型断裂断口微观特征及过程？特征：韧窝。塑变过程中，位错运动遇到第二相颗粒形成位错环。切应力作用下位错环堆积.位错环移向界面，界面沿滑移面分离形成微孔。位错源重新开动，释放出新位错，不断进入微孔，使微孔长大。在外力的作用下产生缩颈（内缩颈）而断裂（纤维区），使微孔聚合，形成裂纹；裂纹尖端应力集中，产生极窄的与径向大致呈45度的剪切变形带，新的微孔就在变形带内成核、长大和聚合，与裂纹连接时，裂纹扩展。
12.解理断裂过程分为三个阶段：a)塑性变形形成裂纹b)裂纹在同一晶粒内初期长大
c)裂纹越过晶界向相邻晶粒扩展
13.解理断裂的微观断口特征：1)解理台阶及河流状花样。2)舌状花样
14.缺口效应的应用1：缺口引起应力集中，改变了缺口前方应力状态。由单向应力状态变为两向或三向应力状态。2:缺口使塑性材料产生缺口附加强化，使强度增加，塑性降低。
15.布氏硬度：HB 洛氏硬度：HR 维氏硬度：HV 努氏硬度：HK 肖氏硬度：HS
渗碳层硬度分布：显微维氏，HK 淬火钢：HRC,HS 灰铸铁：HB,HS
鉴别钢中隐晶马氏体与残留奥氏体：显微维氏
仪表小黄铜齿轮：HV HK龙门刨床导轨：HS 渗氮层：HV HR15N HK 高速钢刀具：HV,HRC 退火态低碳钢：HRB HV HS 硬质合金：HRA HV
16.低温脆性产生的原因：材料屈服强度随温度降低急剧增加的结果
https://www.360docs.net/doc/433688970.html,的表示方法
NDT:低阶能开始上升的上升的温度FTP：高阶能对应的温度FTE:低阶能和高阶能平均值对应的温度FATT50：取结晶区面积占整个断口面积50%时对应的温度18.影响冲击韧性和韧脆转变温度的因素：1.材料因素：a）晶体结构的影响。低、中强度的bcc金属及其合金有冷脆现象。高强度的bcc金属，冷脆转变不明显。fcc金属一般情况下可认为无冷脆现象。
2）化学成分：a) 加入能形成间隙固溶体的元素，使冲击韧性减小，冷脆转变温度提高b)α-Fe中加入能形成置换固溶体的元素。c)杂质元素S、P、Pb、Sn、As等，会降低钢的韧性。3）晶粒尺寸：细化晶粒能使材料的韧性增加，韧脆转变温度降低。
4) 金相组织：强度相同时S>B>P片>P球。2.外在因素：1）缺口越尖锐，三向应力状态越严重脆性转变温度的升高。2）尺寸因素.试样尺寸增大，材料的韧性下降，断口中纤维区减少，脆性转变温度升高。3）加载速度.外加冲击速度增加，使缺口处塑性变形的应变率提高，促进材料的脆化。
19.裂纹扩展的基本形式：1）张开型裂纹2）滑开型裂纹3）撕开型裂纹
20.应力场强度因子KⅠ表示裂纹尖端应力场的强弱
21.Kc、K IC及G IC和J IC的区别和物理意义。临界或失稳状态的KI值就记作KIC或KC称为断裂韧度。其中K IC是平面应变下的断裂韧度。Kc是平面应力下的断裂韧度。意义是材料对宏观裂纹失稳扩展的抗力。G IC是G I在临界或失稳状态下的临界值。表示材料阻止裂纹失稳扩展时单位面积所消耗的能量。J IC是J积分的临界值，也称断裂韧度。表示材料抵抗裂纹开始扩展的能力。
22.疲劳断裂有如下的特点：1）低应力循环延时断裂，即有寿命的断裂。2）是脆性断裂。3）对缺陷(缺口、裂纹及组织缺陷)，尤其是表面缺陷十分敏感。
23.典型疲劳断口具有的三个形貌不同的区域：疲劳源＋疲劳区＋瞬断区。
24.疲劳裂纹扩展的门槛值，记为△K th，表示阻止裂纹开始扩展的能力
25.疲劳裂纹扩展及断口微观特征：第一阶段：从表面个别侵入沟（或挤出脊）先形成微裂纹，然后裂纹主要沿主滑移系方向，以纯剪切方式沿45°向内扩展。断口上无明显的特征，只有一些擦伤的痕迹。在一些强化材料中,有时存在周期性解理或者准解理花样第二阶段：裂纹⊥拉应力。第二阶段的断口特征是具有略呈弯曲并相互平行的沟槽花样，称为疲劳条带（条纹、辉纹）
26.影响疲劳强度的主要因素：一、加载规范及环境的影响 1载荷频率次2温度温度升高，疲劳极限下降 5.介质：腐蚀介质表面蚀坑，疲劳极限下降二、表面状态与尺寸因素：1. 表面状态：缺口：因应力集中会降低材料的疲劳强度。越粗糙，材料的疲劳强度越低表面强度越高，疲劳强度越高。 2. 尺寸效应尺寸增加，疲劳强度降低。三、表面强化及残余应力的影响 1. 表面喷丸及滚压 2. 表面热处理及化学热处理提高疲劳强度； 3.残余应力，残余压应力提高疲劳强度；残余拉应力降低疲劳强度。四、材料成分及组织.含碳形成抗力增加；1.合金元素；提高淬透性，改善韧性2.显微组织.细化晶粒，可以提高材料强韧性，疲劳极限提高。
27.判断氢致延滞断裂和应力腐蚀：采用极化实验方法，即利用外加电流对静载下产生裂纹时间或裂纹扩展速率的影响来判断。当外加小的阳极电流而缩短产生裂纹时间的是应力腐蚀。当外加小的阴极电流而缩短产生裂纹时间的是氢致延滞断裂。
28.应力腐蚀与氢致延滞断裂断口形貌比较.对于应力腐蚀来说，断裂源位置在表面，断口宏观特征呈脆性，颜色暗淡，断口微观一般为沿晶断裂，有较多腐蚀产物，且有很多二次裂纹。对于氢致延滞断裂，断裂源在表皮下，断口宏观特征呈现脆性，但颜色光亮，其微观形貌多为沿晶断裂，无腐蚀产物，且没有或极少有二次裂纹。
29.氢致延滞断裂的特点及过程。特点；1 只在一定温度范围内出现2提高应变速率会使得材料对这类氢脆的敏感性降低3此类氢脆具有可逆性。过程：孕育阶段→裂纹亚稳扩展阶段→失稳扩展阶段
30.防止氢脆的措施：1. 环境因素：设法切断氢进入金属的途径，如采用表面涂层，使机件表面与环境介质中的氢隔离。2. 力学因素：在机件设计和加工过程中，应排除各种产生残余拉应力的因素，相反，采用表面处理使表面获得残余压应力层，对防止氢致延滞断裂有良好的作用。3. 材质因素：含碳量较低且硫、磷含量较少的钢，氢脆敏感性较低。钢的强度越高，对氢脆越敏感。因此，对在含氢介质中工作的高强度钢的强度应有所限制。
31.金属接触疲劳分类：麻点剥落浅层剥落深层剥落
32.金属解除疲劳机理：（1）麻点磨损：表面接触应力较小，摩擦力较大、或表面质量较差（如表面有脱碳、烧伤、淬火不足、夹杂物等）时，易产生麻点剥落。2）浅层剥落：裂纹常出现在非金属夹杂物附近，裂纹开始沿非金属夹杂物平行于表面扩展。3）深层剥落（压碎性剥落）：该处切应力虽不是最大，但因过渡区是弱区，切应力可能高于材料材料强度而在该处产生裂纹。
33蠕变变形机理：主要有位错滑移、攀移、原子扩散和晶界滑动，对于高分子材料还有分子链段沿外力的舒展。
34.蠕变断裂机理：蠕变断裂主要是沿晶断裂。在裂纹成核和扩展过程中，晶界滑动引起的应力集中与空位的扩散起着重要作用。由于应力和温度的不同，裂纹成核有两种类型。1)裂纹成核于三晶粒交会处在高应力和低温下，持续的恒载持导致位于最大切应力方向的晶界滑动，这种滑动必然在三晶粒交界处形成应力集中。2)裂纹成核分散于晶界上，在较低应力和较高温度下，蠕变裂纹常分散在晶界各处，特别易产生在垂直于拉应力方向的晶界上
35金属材料蠕变断裂断口特征：宏观特征为：一是使断裂机件表面出现龟裂现象；另一个特征是由于高温氧化，断口表面往往被一层氧化膜所覆盖。微观特征主要是冰糖状花样的沿晶断裂。
36.蠕变极限的意义表示材料在高温下受到载荷长时间作用时，对于蠕变变形的抗力。
37.持久强度是材料在一定的温度下和规定的时间内，不发生蠕变断裂的最大应力
38提高蠕变的措施1,化学成分在金属基体中加入铬、相、钨、铝等合金元素。加入稀土元素稀土增加晶界激活能的元素。2.组织结构珠光体耐热钢一般采用正火加高温回火工艺奥氏体耐热钢采用固溶时效处理采用形变热处理改变晶界的形状.晶粒度对于金属材料，当使用温度低于等强温度时，细化晶粒可以提高钢的强度；当使用温度高于等强温度时，粗化晶粒可以提高钢的蠕变极限和持久强度，但是，晶粒太大会降低钢的高温塑性和韧性。
39降低蠕变速度必须控制位错攀移的速度；必须抑制晶界的滑动
材料力学复习提纲
材料力学复习提纲（二） 弯曲变形的基本理论： 一、弯曲力 1、基本概念：平面弯曲、纯弯曲、横力弯曲、中性层、中性轴、惯性矩、极惯性矩、主轴、主矩、形心主轴、形心主矩、抗弯截面模 2、弯曲力：剪力方程、弯矩方程、剪力图、弯矩图。 符号规定 3、剪力方程、弯矩方程 1、首先求出支反力，并按实际方向标注结构图中。 2、根据受力情况分成若干段。 3、在段任取一截面，设该截面到坐标原点的距离为x ，则截面一侧所有竖向外力的代数和即为该截面的剪力方程，截面左侧向上的外力为正，向下的外力为负，右侧反之。 4、在段任取一截面，设该截面到坐标原点的距离为x ，则截面一侧所有竖向外力对该截面形心之矩的代数和即为该截面的弯矩方程，截面左侧顺时针的力偶为正，逆时针的力偶为负，右侧反之。 对所有各段均应写出剪力方程和弯矩方程 4、作剪力图和弯矩图 1、根据剪力方程和弯矩方程作图。剪力正值在坐标轴的上侧，弯矩正值在坐标轴的下侧，要逐段画出。 2、利用微积分关系画图。 二、弯曲应力 1、正应力及其分布规律 ()() max max max 3 2 4 3 411-12 6 64 32 z z Z z z z z z z I M E M M M y y y W EI I I W y bh bh d d I W I W σ σσρ ρππα=== = === = = = ?抗弯截面模量矩形 圆形 空心
2、剪应力及其分布规律 一般公式 z z QS EI τ* = 3、强度有条件 正应力强度条件 [][][] max z z z M M M W W W σσσσ= ≤≤≥ 剪应力强度条件 [] max max max z maz z QS Q I EI E S τττ** ≤= = 工字型 4、提高强度和刚度的措施 1、改变载荷作用方式，降低追大弯矩。 2、选择合理截面，尽量提高 z W A 的比值。 3、减少中性轴附近的材料。 4、采用变截面梁或等强度两。 三、弯曲变形 1、挠曲线近似微分方程： ()EIy M x ''=- 掌握边界条件和连续条件的确定法 2、叠加法计算梁的变形 掌握六种常用挠度和转角的数据 3、梁的刚度条件 ； []max y f l ≤ max 1.5 Q A τ= max 43Q A τ= max 2 Q A =max max z z QS EI *=
材料力学期末考试复习题及答案
二、计算题： 1.梁结构尺寸、受力如图所示，不计梁重，已知q=10kN/m，M=10kN·m，求A、B、C处的约束力。 2.铸铁T梁的载荷及横截面尺寸如图所示，C为截面形心。已知I z=60125000mm4，y C=157.5mm，材料许用压应力[σc]=160MPa，许用拉应力[σt]=40MPa。试求：①画梁的剪力图、弯矩图。②按正应力强度条件校核梁的强度。 3.传动轴如图所示。已知F r=2KN，F t=5KN，M=1KN·m，l=600mm，齿轮直径D=400mm，轴的[σ]=100MPa。试求：①力偶M的大小；②作AB轴各基本变形的力图。③用第三强度理论设计轴AB 的直径d。 4.图示外伸梁由铸铁制成，截面形状如图示。已知I z=4500cm4，y1=7.14cm，y2=12.86cm，材料许用压应力[σc]=120MPa，许用拉应力[σt]=35MPa，a=1m。试求：①画梁的剪力图、弯矩图。②按正应力强度条件确定梁截荷P。 5.如图6所示，钢制直角拐轴，已知铅垂力F1，水平力F2，实心轴AB的直径d，长度l，拐臂的长度a。试求：①作AB轴各基本变形的力图。②计算AB轴危险点的第三强度理论相当应力。
6.图所示结构，载荷P=50KkN，AB杆的直径d=40mm，长度l=1000mm，两端铰支。已知材料E=200GPa，σp=200MPa，σs=235MPa，a=304MPa，b=1.12MPa，稳定安全系数n st=2.0，[σ]=140MPa。试校核AB杆是否安全。 7.铸铁梁如图5，单位为mm，已知I z=10180cm4，材料许用压应力[σc]=160MPa，许用拉应力[σt]=40MPa，试求：①画梁的剪力图、弯矩图。②按正应力强度条件确定梁截荷P。 8.图所示直径d=100mm的圆轴受轴向力F=700kN与力偶M=6kN·m的作用。已知M=200GPa，μ=0.3，[σ]=140MPa。试求：①作图示圆轴表面点的应力状态图。②求圆轴表面点图示方向的正应变。③按第四强度理论校核圆轴强度。 9.图所示结构中，q=20kN/m，柱的截面为圆形d=80mm，材料为Q235钢。已知材料E=200GPa，σp=200MPa，σs=235MPa，a=304MPa，b=1.12MPa，稳定安全系数n st=3.0，[σ]=140MPa。试校核柱BC是否安全。
材料力学性能复习总结
绪论 弹性:指材料在外力作用下保持与恢复固有形状与尺寸得能力。 塑性：材料在外力作用下发生不可逆得永久变形得能力。 刚度:材料在受力时抵抗弹性变形得能力。 强度:材料对变形与断裂得抗力。 韧性:指材料在断裂前吸收塑性变形与断裂功得能力。 硬度:材料得软硬程度。 耐磨性:材料抵抗磨损得能力。 寿命:指材料在外力得长期或重复作用下抵抗损伤与失效得能。 材料得力学性能得取决因素:内因——化学成分、组织结构、残余应力、表面与内部得缺陷等;外因——载荷得性质、应力状态、工作温度、环境介质等条件得变化。 第一章材料在单向静拉伸载荷下得力学性能 1、1 拉伸力—伸长曲线与应力—应变曲线 应力—应变曲线 退火低碳钢在拉伸力作用下得力学行为可分为弹性变形、不均匀屈服塑性变形、均匀塑性变形与不均匀集中塑性变形与断裂几个阶段。 弹性变形阶段:曲线得起始部分，图中得oa段。 多数情况下呈直线形式，符合虎克定律。 屈服阶段:超出弹性变形范围之后，有得材料在 塑性变形初期产生明显得塑性流动。此时，在外力 不增加或增加很小或略有降低得情况下,变形继续产 生，拉伸图上出现平台或呈锯齿状，如图中得aｂ段。 均匀塑性变形阶段:屈服后，欲继续变形，必须 不断增加载荷，此阶段得变形就是均匀得，直到曲 退火低碳钢应力—应变曲线 线达到最高点，均匀变形结束,如图中得bc段。 不均匀塑性变形阶段:从试样承受得最大应力点开始直到断裂点为止,如图中得cd段。在此阶段，随变形增大,载荷不断下降,产生大量不均匀变形,且集中在颈缩处,最后载荷达到断裂载荷时,试样断裂。 弹性模量E:应力—应变曲线与横轴夹角得大小表示材料对弹性变形得抗力，用弹性模量E表
本材料力学复习资料全
填空 1. 杆件的基本变形形式一般有 、剪切、 、弯曲四种，而应变只有线应变、 两种。 2.梁段上，只有弯矩没有剪力的弯曲形式称为 弯曲。 3.将圆轴的直径增大一倍，则圆轴的强度提高 倍 4.矩形截面梁截面宽b 高h ，弯曲时横截面上最大正应力 max σ出现在最大弯矩截面的 各点，=m ax σ 。 5.低碳钢试件受拉时，沿 方向出现滑移线；铸铁试件受拉时，沿 方向断裂。 6. 第三强度理论即 理论，其相当应力表达式为 。 7. 杆件的基本变形形式一般有拉压、 、扭转、 四种，而应变只有 、切应变两种。 8. 梁段上，既有弯矩又有剪力的弯曲形式称为 。 9. 将圆轴的直径增大一倍，则圆轴的刚度提高 倍。 10. 单元体中 的截面称为主平面，其上的正应力称为 。 11. 如下图所示的悬臂梁,长度m kN q m l /2,5==满跨均分布荷载,则A 端右邻截面上 弯矩是 ，要减小梁自由端的挠度,一般采取减小 的方法； 12. 工程上将延伸率≥δ 的材料称为塑性材料。 13. 所谓 ，是指材料件抵抗破坏的能材；所谓 ，是指构件抵抗变形的能力。 14. 圆截面梁，若直径d 增大一倍（其它条件不变），则梁的最大正应力降至原来的 。 15. 圆形截面的抗扭截面系数W p = 。 16. 矩形截面梁弯曲时横截面上最大切应力max τ出现在最大剪力截面的 各点，如果截面 面积为F S 截面面积为A ，则=τmax 。 17. 如图所示，1—1截面上的轴力为 ，2-2截面上的轴力为 。 18. 若要求校核工字形截面钢梁腹板与冀缘交接处一点的强度，则应该用 强度理论，其强度条件(用该点横截面上的正应力σ和剪应力τ来表示)表达式是 。 19.如下图示的圆截面杆受扭时,在其表面上一点处沿与杆轴成-45°角的斜面上将出现最大 的 应力,而在其横、纵截面上将出现最大的 应力。 20. 矩形截面梁在横力弯曲的情况下，横截面上的剪应力是沿截面高度按 规律变化的，在中性轴处的剪应力值等于 。 21. 低碳钢圆截面试件受扭时，沿 截面破坏；铸铁圆截面试件受扭时，沿 面破坏。 22. 轴向受力杆如图所示，1－1截面上的轴力为 。 23. 对图示梁进行剪应力强度计算时，最大剪力为 。
材料力学期末总复习题及答案要点
材料力学模拟试题 一、填空题（共15分） 1、（5分）一般钢材的弹性模量E＝GPa；吕材的弹性模量E＝GPa 2、（10分）图示实心圆锥杆受扭转外力偶作用，材料的剪切弹性模量为G，该杆的 η man1、（5（A）各向同性材料；（B）各向异性材料；（C 正确答案是 A 。 2、（5分）边长为d杆（1）是等截面，杆（2荷系数kd和杆内最大动荷应力ζd 论： （A）(kd)1<(kd)2,(ζdmax)1<(（B）(kd)1<(kd)2,(ζdmax)1>(（C） (kd)1>(kd)2,(ζdmax)1<(（D）(kd)1>(kd)2,(ζdmax)1>(正确答案是 A 。 三、计算题（共75分） 1、（25
应力相等， 求：（1）直径比d1/d2； (2)解：AC轴的内力图：M AB （2） =3?10(Nm);M 5 BC 由最大剪应力相等：=ηmax= M n Wn 3 = 300?10 3 πd/16 3 = πd/16 2 ；
d1/d2= 由θ= MnlGI P 3/5=0.8434 ;??∴ θABθBC = 32M an1 4 Gπd1 ? Gπd232M 4 = MM n1n2 ? 2 (? 2d1 )=0.5 4 n2 2、（
3、（15分）有一厚度为6mm的钢板在板面的两个垂直方向受拉，拉应力分别为150Mpa和 5 55Mpa，材料的E=2.1×10Mpa，υ =0.25。求钢板厚度的减小值。 解：钢板厚度的减小值应为横向应变所产生，该板受力后的应力状态为二向应力状态，由广义胡克定律知，其Z向应变为： εz=- ν E (ζx+ζy)=- 0.25 9 则?Z=εZ 2.1?10 ?t=-0.146mm (150+55)?10=-0.0244 6 材料力学各章重点 一、绪论 1．各向同性假设认为，材料沿各个方向具有相同的 A 。 (A)力学性质； (B)外力； (C)变形； (D)位移。 2．均匀性假设认为，材料内部各点的 C 是相同的。(A)应力； (B)应变； (C)位移； (C)力学性质。 3．构件在外力作用下（A）不发生断裂；（B）保持原有平衡状态；
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。
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填空 1.杆件的基本变形形式一般有 _、剪切、_______ 、弯曲四种，而应变只有线应变、_______ 两种。 2.梁段上，只有弯矩没有剪力的弯曲形式称为_______ 弯曲。 3?将圆轴的直径增大一倍，则圆轴的强度提高_________ 倍 4.矩形截面梁截面宽b高h，弯曲时横截面上最大正应力max出现在最大弯矩截面的各 点，m ax ______________ 。 5?低碳钢试件受拉时，沿________ 方向出现滑移线；铸铁试件受拉时，沿 _______ 方向断裂。 6.第三强度理论即_________ 理论，其相当应力表达式为 ________ 。 7.杆件的基本变形形式一般有拉压、______ 、扭转、____ 四种，而应变只有____ 、切应变两种。 8.梁段上，既有弯矩又有剪力的弯曲形式称为_______ 。 9.将圆轴的直径增大一倍，则圆轴的刚度提高_______ 倍。 10.单元体中_____ 的截面称为主平面，其上的正应力称为_________ 。 11.如下图所示的悬臂梁，长度| 5m,满跨均分布荷载q 2kN/m ,则A端右邻截面上 弯矩是______ ，要减小梁自由端的挠度，一般采取减小______ 的方法； 12.工程上将延伸率____________ 的材料称为塑性材料。 13.所谓______ ，是指材料件抵抗破坏的能材；所谓__________ ，是指构件抵抗变形的能力。 14.圆截面梁，若直径d增大一倍（其它条件不变），则梁的最大正应力降至原来的_。 15.圆形截面的抗扭截面系数VP= _________ 。 16.矩形截面梁弯曲时横截面上最大切应力max出现在最大剪力截面的______ 各点，如果截面 面积为F s截面面积为A,则max ________________ 。 17.______________________________________ 如图所示，1 —1截面上的轴力为，2-2截面上的轴力为 18.若要求校核工字形截面钢梁腹板与冀缘交接处一点的强度，则应该用____________ 强度理 论，其强度条件（用该点横截面上的正应力b和剪应力T来表示）表达式是__________ 。19.如下图示的圆截面杆受扭时，在其表面上一点处沿与杆轴成-45 °角的斜面上将出现最大 的_______ 应力，而在其横、纵截面上将出现最大的_________ 应力。 20.矩形截面梁在横力弯曲的情况下，横截面上的剪应力是沿截面高度按_______ 规律变化的，在中性轴处的剪应力值等于 _。 21.低碳钢圆截面试件受扭时，沿 _截面破坏；铸铁圆截面试件受扭时，沿_面破坏。 22.轴向受力杆如图所示，1 —1截面上的轴力为_______ 。
材料力学期末考试复习题及答案#(精选.)
材料力学期末考试复习题及答案 配高等教育出版社第五版 一、填空题： 1.受力后几何形状和尺寸均保持不变的物体称为刚体。 2.构件抵抗破坏的能力称为强度。 3.圆轴扭转时，横截面上各点的切应力与其到圆心的距离成正比。 4.梁上作用着均布载荷，该段梁上的弯矩图为二次抛物线。 5.偏心压缩为轴向压缩与弯曲的组合变形。 6.柔索的约束反力沿柔索轴线离开物体。 7.构件保持原有平衡状态的能力称为稳定性。 8.力对轴之矩在力与轴相交或平行情况下为零。 9.梁的中性层与横截面的交线称为中性轴。 10.图所示点的应力状态，其最大切应力是 100Mpa 。 11.物体在外力作用下产生两种效应分别是变形效应运动效应。 12.外力解除后可消失的变形，称为弹性变形。 13.力偶对任意点之矩都相等。 14.阶梯杆受力如图所示，设AB和BC段的横截面面积分别为2A和A，弹性模量为E，则杆中最大正应力 为 5F/2A 。 15.梁上作用集中力处，其剪力图在该位置有突变。 16.光滑接触面约束的约束力沿接触面的公法线指向物体。 17.外力解除后不能消失的变形，称为塑性变形。 18.平面任意力系平衡方程的三矩式，只有满足三个矩心不共线的条件时，才能成为力系 平衡的充要条件。 19.图所示，梁最大拉应力的位置在 C 点处。
20.图所示点的应力状态，已知材料的许用正应力[σ]，其第三强度理论的强度条件是 2τ《=【σ】 。 21.物体相对于地球处于静止或匀速直线运动状态，称为平衡。 22.在截面突变的位置存在应力集中现象。 23.梁上作用集中力偶位置处，其弯矩图在该位置有突变。 24.图所示点的应力状态，已知材料的许用正应力[σ]，其第三强度理论的强度条件是。 25.临界应力的欧拉公式只适用于细长杆。 26.只受两个力作用而处于平衡状态的构件，称为而力构件。 27.作用力与反作用力的关系是。 28.平面任意力系向一点简化的结果的三种情形是力，力偶，平衡。 29.阶梯杆受力如图所示，设AB和BC段的横截面面积分别为2A和A，弹性模量为E，则截面C的位移为 7Fa/2EA 。 30.若一段梁上作用着均布载荷，则这段梁上的剪力图为斜直线。 二、计算题： 1.梁结构尺寸、受力如图所示，不计梁重，已知q=10kN/m，M=10kN·m，求A、B、C处的约束力。 2.铸铁T梁的载荷及横截面尺寸如图所示，C为截面形心。已知I z=60125000mm4，y C=157.5mm，材料许用压应力[σc]=160MPa，许用拉应力[σt]=40MPa。试求：①画梁的剪力图、弯矩图。②按正应力强度条件校核梁的强度。
西安工业大学材料力学性能复习重点资料
弹性模量：产生100%弹性变形所需要的应力 弹性比功（弹性比能/应变比能）：表示金属材料吸收弹性变形功的能力 滞弹性：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 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 塑性：金属材料断裂前发生不可逆永久(塑性) 变形的能力. 包申格效应：金属材料经过预先加载产生少量的弹性形变，卸载后，再同向加载（拉伸）时，屈服强度或弹性极限增加；反向加载（压缩）时，屈服强度或弹性极限降低的 现象。 *消除包申格效应的方法：预先进行较大的塑形变形；在第二次反向受力前先使金属材料于 回复或再结晶温度下退火 金属韧性：金属材料断裂前吸收塑形变形功和断裂功的能力;或材料抵抗裂纹扩展的能力 缩颈：韧性金属在拉伸试验时变形集中于局部区域的特殊现象 韧性断裂：断裂前发生明显塑性变形的断裂 脆性断裂：突然发生的断裂，且断裂前基本不产生塑性变形。 穿晶断裂：裂纹扩展的路径穿过晶内 沿晶断裂：裂纹沿晶界扩展，大多为脆性断裂。断口形貌：冰糖状 剪切断裂：金属材料在切应力作用下沿滑面分离造成的滑移面分离的断裂 解理断裂：金属材料在一定条件下，外加正应力达到一定数值后，以极快速率沿一定晶体平面产生的穿晶断裂。 .解理面：由于与大理石的断裂相似，所以称这种晶体学平面为解理面 解理刻面：以晶粒大小为单位的解理面 解理台阶：解理裂纹与螺型位错相遇，形成具有一定高度的台阶 河流花样：解理台阶沿裂纹前端滑动，同号台阶汇合并长大，足够大时汇集成河流花样。微孔聚集断裂：由于杂质与基体界面脱离形成微孔形核并长大形成微孔，在外力作用下产生缩颈而断裂，导致各个微孔连接形成微裂纹，微裂纹在三向拉应力区和集中 塑形变形区，在该区形成新微孔。新微孔连通使裂纹向前推进，不断如此下 去产生断裂。 应力状态软性系数：τmax和σmax的比值，用α表示 各种加载状态下的应力状态软性系数： 三向不等拉伸：α=0.1 单向静拉伸α=0.5 扭转：α=0.8 单向压缩：α=2 三向不等压缩：α=4 缺口效应：由于缺口的存在，缺口截面上的应力状态将发生变化缺口，缺口根部应力集中缺口敏感度（NSR）：缺口试样的抗拉强度σbn与截面尺寸光滑试样的抗拉强度σb的比值 冲击韧性：是指材料在冲击载荷作用下吸收塑性变形功和断裂功的能力，用Ak表示 冲击吸收功：试样变形和断裂所消耗的功 低温脆性：在试验温度低于某一温度t k时，会由韧性状态变为脆性状态，冲击吸收功明显下降，断裂机理由微孔聚集型变为穿晶解理型，断口特征由纤维状变为结晶状，。t k称为韧脆转变温度，也称冷脆转变温度 低应力脆断：在应力水平低于材料屈服极限的情况下所发生的突然断裂现象。 张开型（Ⅰ型）裂纹：拉应力垂直作用于裂纹扩展面，沿作用力方向张开，沿裂纹面扩展的裂纹 应力场：物件受力时，其内部所受到的有方向有大小且连续的应力所构成的场 塑性区：金属材料裂纹扩展前，尖端附近出现的塑性变形区 有效屈服应力：在某个方向上发生屈服时对应的应力
材料力学复习资料(同名5782)
材料力学复习资料 一、填空题 1、为了保证机器或结构物正常地工作，要求每个构件都有足够的抵抗破坏的能力，即要求它们有足够的强度；同时要求他们有足够的抵抗变形的能力，即要求它们有足够的刚度；另外，对于受压的细长直杆，还要求它们工作时能保持原有的平衡状态，即要求其有足够的 稳定性。 2、材料力学是研究构件强度、刚度、稳定性的学科。 3、强度是指构件抵抗破坏的能力；刚度是指构件抵抗变形的能力；稳定性是指构件维持其原有的平衡状态的能力。 4、在材料力学中，对变形固体的基本假设是连续性假设、均匀性假设、各向同性假设。 5、随外力解除而消失的变形叫弹性变形；外力解除后不能消失的变形叫塑性变形。 6、截面法是计算内力的基本方法。 7、应力是分析构件强度问题的重要依据。 8、线应变和切应变是分析构件变形程度的基本量。 9、轴向尺寸远大于横向尺寸，称此构件为杆。 10、构件每单位长度的伸长或缩短，称为线应变。 11、单元体上相互垂直的两根棱边夹角的改变量，称为切应变。 12、轴向拉伸与压缩时直杆横截面上的内力，称为轴力。 13、应力与应变保持线性关系时的最大应力，称为比例极限。 14、材料只产生弹性变形的最大应力，称为弹性极根；材料能承受的最大应力，称为强度极限。 15、弹性模量E是衡量材料抵抗弹性变形能力的指标。 16、延伸率δ是衡量材料的塑性指标。δ≥5%的材料称为塑性材料；δ＜5%的材料称为脆性材料。 17、应力变化不大，而应变显著增加的现象，称为屈服或流动。 18、材料在卸载过程中，应力与应变成线性关系。 19、在常温下把材料冷拉到强化阶段，然后卸载，当再次加载时，材料的比例极限提高，而塑性降低，这种现象称为冷作硬化。 20、使材料丧失正常工作能力的应力，称为极限应力。 21、在工程计算中允许材料承受的最大应力，称为许用应力。 22、当应力不超过比例极限时，横向应变与纵向应变之比的绝对值，称为泊松比。 23、胡克定律的应力适用范围是应力不超过材料的比例极限。 24、杆件的弹性模量E表征了杆件材料抵抗弹性变形的能力，这说明在相同力作用下，杆件材料的弹性模量E值越大，其变形就越小。 25、在国际单位制中，弹性模量E的单位为GPa。 26、低碳钢试样拉伸时，在初始阶段应力和应变成线性关系，变形是弹性的，而这种弹性变形在卸载后能完全消失的特征一直要维持到应力为弹性极限的时候。 27、在低碳钢的应力—应变图上，开始的一段直线与横坐标夹角为，由此可知其正切tg在数值上相当于低碳钢拉压弹性模量E的值。 28、金属拉伸试样在进入屈服阶段后，其光滑表面将出现与轴线成45o角的系统条纹，此条纹称为滑移线。 29、使材料试样受拉达到强化阶段，然后卸载，再重新加载时，其在弹性范围内所能达到的最大荷载将提高，而且断裂后的延伸率会降低，此即材料的冷作硬化现象。30、铸铁试样压缩时，其破坏断面的法线与轴线大致成45o的倾角。 31、铸铁材料具有抗压强度高的力学性能，而且耐磨，价廉，故常用于制造机器底座，床身和缸体等。 32、铸铁压缩时的延伸率值比拉伸时大。 33、混凝土这种脆性材料常通过加钢筋来提高混凝土构件的抗拉能力。 34、混凝土，石料等脆性材料的抗压强度远高于它的抗拉强度。 35、为了保证构件安全，可靠地工作，在工程设计时通常把许用应力作为构件实际工作应力的最高限度。 36、安全系数取值大于1的目的是为了使工程构件具有足够的强度储备。 37、设计构件时，若片面地强调安全而采用过大的安全系数，则不仅浪费材料而且会使所设计的结构物笨重。38、约束反力和轴力都能通过静力平衡方程求出，称这类问题为静定问题；反之则称为超静定问题；未知力多于平衡方程的数目称为几次超静定。 39、构件因强行装配而引起的内力称为装配内力，与之相应的应力称为装配应力。 40、材料力学中研究的杆件基本变形的形式有拉伸或压缩、剪切、扭转和弯曲。 41、吊车起吊重物时，钢丝绳的变形是拉伸变形；汽车行驶时，传动轴的变形是扭转变形；教室中大梁的变形是弯曲变形；建筑物的立柱受压缩变形；铰制孔螺栓连接中的螺杆受剪切变形。 42、通常把应力分解成垂直于截面和切于截面的两个分量，其中垂直于截面的分量称为正应力，用符号σ表示，切于截面的分量称为剪应力，用符号τ表示。 43、杆件轴向拉伸或压缩时，其受力特点是：作用于杆件外力的合力的作用线与杆件轴线相重合。 44、杆件轴向拉伸或压缩时，其横截面上的正应力是均匀分布的。 45、轴向拉伸或压缩杆件的轴力垂直于杆件横截面，并通过截面形心。 46、在轴向拉伸或压缩杆件的横截面上的正应力相等是由平面假设认为杆件各纵向纤维的变形大小都相等而推断的。 47、正方形截而的低碳钢直拉杆，其轴向向拉力3600N，若许用应力为100Mp a，由此拉杆横截面边长至少应为 6mm。 48、求解截面上内力的截面法可以归纳为“截代平”，其中“截”是指沿某一平面假想将杆 截断分成两部分；“代”是指用内力代替去除部分对保留部分的作用；“平”是指对保留部分建立平衡方程。 49、剪切的实用计算中，假设了剪应力在剪切面上是均匀分布的。 50、钢板厚为t，冲床冲头直径为d，今在钢板上冲出一个直径d为的圆孔，其剪切面面积为πdt。 51、用剪子剪断钢丝时，钢丝发生剪切变形的同时还会发
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第一章 一、选择题 1、均匀性假设认为.材料内部各点的是相同的。 A：应力 B：应变 C：位移 D：力学性质 2、各向同性认为.材料沿各个方向具有相同的。 A：力学性质 B：外力 C：变形 D：位移 3、在下列四种材料中. 不可以应用各向同性假设。 A：铸钢 B：玻璃 C：松木 D：铸铁 4、根据小变形条件.可以认为： A：构件不变形 B：构件不破坏 C：构件仅发生弹性变形 D：构件的变形远小于原始尺寸 5、外力包括: A:集中力和均布力 B:静载荷和动载荷 C:所有作用在物体外部的力 D:载荷与支反力 6、在下列说法中.正确的是。 A：内力随外力的增大而增大； B：内力与外力无关； C：内力的单位是N或KN； D：内力沿杆轴是不变的； 7、静定杆件的内力与其所在的截面的有关。 A：形状；B：大小；C：材料；D：位置 8、在任意截面的任意点处.正应力σ与切应力τ的夹角α＝。 A：α＝90O； B：α＝45O； C：α＝0O；D：α为任意角。 9、图示中的杆件在力偶M的作用下.BC段上。 A：有变形、无位移； B：有位移、无变形； C：既有位移、又有变形；D：既无变形、也无位移； 10、用截面法求内力时.是对建立平衡方程而求解的。 A：截面左段 B：截面右段 C：左段或右段 D：整个杆件 11、构件的强度是指.刚度是指.稳定性是指。 A：在外力作用下抵抗变形的能力； B：在外力作用下保持其原有平衡态的能力； C：在外力的作用下构件抵抗破坏的能力； 答案：1、D 2、A 3、C 4、D 5、D 6、A 7、D 8、A 9、B 10、C 11、C、B、A 二、填空 1、在材料力学中.对变形固体作了 . . 三个基本假设.并且是在 . 范围内研究的。 答案：均匀、连续、各向同性；线弹性、小变形 2、材料力学课程主要研究内容是：。 答案：构件的强度、刚度、稳定性；
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一、说明下列力学性能指标的意义 1) P σ 比例极限 2) e σ 弹性极限 3) b σ抗拉强度 4) s τ扭转屈服强度 5) bb σ抗弯强度 6) HBW 压头为硬质合金球时的布氏硬度 7) HK 显微努氏硬度 8) HRC 压头为顶角120金刚石圆锥体、总试验力为1500N 的洛氏硬度 9) KV A 冲击韧性 10) K IC 平面应变断裂韧性 11) R σ应力比为R 下的疲劳极限 12) K th 疲劳裂纹扩展的门槛值 13) ISCC K 应力腐蚀破裂的临界应力强度因子 14) /T t εσ给定温度T 下，规定试验时间t 产生一定的蠕变伸长率δ的蠕变极限 15) T t σ给定温度T 下，规定试验时间t 发生断裂的持久极限 二、单向选择题 1）在缺口试样的冲击实验中，缺口越尖锐，试样的冲击韧性（ b ）。 a) 越大； b) 越小；c ) 不变；d) 无规律 2）包申格效应是指经过预先加载变形，然后再反向加载变形时材料的弹性极限（ b ）的现象。 a) 升高 ；b) 降低 ；c) 不变；d) 无规律可循 3）为使材料获得较高的韧性，对材料的强度和塑性需要（ c ）的组合。 a) 高强度、低塑性 ；b) 高塑性、低强度 ；c) 中等强度、中等塑性；d) 低强度、低塑性 4）下述断口哪一种是延性断口（d ）。 a) 穿晶断口；b) 沿晶断口；c) 河流花样 ；d) 韧窝断口 5) 5）HRC 是（ d ）的一种表示方法。 a) 维氏硬度；b) 努氏硬度；c) 肖氏硬度；d) 洛氏硬度 6）I 型（开型）裂纹的外加应力与裂纹面（b ）；而II 型（滑开型）裂纹的外加应力与裂
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材料力学复习题 绪 论 1.各向同性假设认为，材料内部各点的（A ）是相同的。 （A ） 力学性质； （B ）外力； （C ）变形； （D ）位移。 2.根据小变形条件，可以认为 (D )。 （A ）构件不变形； （B ）构件不变形； （C ）构件仅发生弹性变形； （D ）构件的变形远小于其原始尺寸。 3.在一截面的任意点处，正应力σ与切应力τ的夹角(A )。 (A) α＝900 ；（B ）α＝450；（C ）α＝00；（D ）α为任意角。 4. 5. 6.构件的强度、刚度和稳定性（A ）。 （A ）只与材料的力学性质有关；（B ）只与构件的形状尺寸关 （C ）与二者都有关； （D ）与二者都无关。 7.用截面法求一水平杆某截面的内力时，是对(C )建立平衡方程求解的。 (A) 该截面左段; (B) 该截面右段; (C) 该截面左段或右段; (D) 整个杆。 8.如图所示，设虚线表示单元体变形后的形状，则该单元体 的剪应变为( C)。 (A) α; (B) π/2-α; (C) 2α; (D) π/2-2α。 答案 1（A ）2（D ）3（A ）4 均匀性假设，连续性假设及各向同性假设。5 强度、刚度和稳定性。6（A ）7（C ）8（C ） 拉 压 1. 轴向拉伸杆，正应力最大的截面和切应力最大的截面（A ）。 (A ）分别是横截面、45°斜截面； （B ）都是横截面， （C ）分别是45°斜截面、横截面； （D ）都是45°斜截面。 2. 轴向拉压杆，在与其轴线平行的纵向截面上（D ）。 （A ） 正应力为零，切应力不为零； （B ） 正应力不为零，切应力为零； （C ） 正应力和切应力均不为零； （D ） 正应力和切应力均为零。 3. 应力－应变曲线的纵、横坐标分别为σ＝F N /A ，ε＝△L / L ，其中（A ）。 （A ）A 和L 均为初始值； （B ）A 和L 均为瞬时值； （C ）A 为初始值，L 为瞬时值； （D ）A 为瞬时值，L 均为初始值。 4. 进入屈服阶段以后，材料发生（C ）变形。 （A ） 弹性； （B ）线弹性； （C ）塑性； （D ）弹塑性。 5. 钢材经过冷作硬化处理后，其（ A ）基本不变。 (A) 弹性模量；（B ）比例极限；（C ）延伸率；（D ）截面收缩率。 6. 设一阶梯形杆的轴力沿杆轴是变化的，则发生破坏的截面上 （ D ）。 （A ）外力一定最大，且面积一定最小； （B ）轴力一定最大，且面积一定最小； （C ）轴力不一定最大，但面积一定最小； （D ）轴力与面积之比一定最大。 7. 一个结构中有三根拉压杆，设由这三根杆的强度条件确定的结构许用载荷分别为F 1、F 2、F 3，且F 1 > F 2 > F 3，则该结构的实际许可载荷[ F ]为（C ）。 （A ） F 1 ； （B ）F 2； （C ）F 3； （D ） （F 1＋F 3）/2。 8. 图示桁架，受铅垂载荷F ＝50kN 作用，杆1、2的横截面均为圆形，其直径分别为d 1=15mm 、d 2=20mm ，材料的许用应力均为[σ]＝150MPa 。试校核桁架的强度。
材料力学期末复习题
《材料力学》期末复习题 一、单选题 1.工程构件要正常安全的工作，必须满足一定的条件。下列除（D ）项，其他各项是必须满足的条件。 A.强度条件； B.刚度条件； C.稳定性条件； D.硬度条件。 2.当低碳钢材料拉伸到强化阶段末期时，试件（B ） A.发生断裂； B.出现局部颈缩现象； C.有很大的弹性变形； D.完全失去承载力。 3.建立平面弯曲正应力公式 z My I σ=,需要考虑的关系有（B ）。 A.平衡关系,物理关系，变形几何关系； B.变形几何关系，物理关系，静力关系； C.变形几何关系，平衡关系，静力关系； D.平衡关系, 物理关系，静力关系。 4.图2-1所示承受内压的两端封闭薄壁圆筒破坏时，图示破坏裂缝形式中（A ）是正确的。 图2-1 5.在单元体的主平面上（D ）
A.正应力一定最大； B.正应力一定为零； C.切应力一定最大； D.切应力一定为零。 6.应力公式N F A σ=应用范围是（ B ） A.应力在比例及限内； B.外力合力的作用线沿杆轴线； C.杆内各截面上的轴力必须相等； D.杆件的截面为圆形截面。 7.图2-2所示应力状态，用第三强度理论校核时，其相当应力为（ D ） A.τσ=3 r ； B. τσ=3r ； C.τσ33=r ； D.τσ23=r 。 图2-2 8.单向应力状态下单元体（ D ） A.只有体积改变； B.只有形状改变； C.两者均不改变； D.两者均发生改变。 9.长度因数的物理意义是（ C ） A.压杆绝对长度的大小； B.对压杆材料弹性模数的修正； C.压杆两端约束对其临界力的影响折算； D.对压杆截面面积的修正。 10.内力和应力的关系是（ D ） A.内力大于应力； B.内力等于应力的代数和； C.内力是矢量，应力是标量； D.应力是分布内力的集度。 11.矩形截面细长压杆，b/h = 1/2。如果将b 改为 h 后仍为细长压杆，临界压力是原来的多少倍？（ D ） A.2倍； B.4倍； C.8倍； D.16倍。
材料力学性能》复习资料
《材料力学性能》复习资料 第一章 1塑性--材料在外力作用下发生不可逆的永久变形的能力 2穿晶断裂和沿晶断裂---穿晶断裂，裂纹穿过晶界。沿晶断裂，裂纹沿晶扩展。 3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。 4E---应变为一个单位时，E即等于弹性应力，即E是产生100％弹性变形所需的应力 5ζs----屈服强度，一般将ζ0.2定为屈服强度 6n—应变硬化指数 Hollomon关系式： S=ken （真应力S与真应变e之间的关系） n—应变硬化指数；k—硬化系数 应变硬化指数n反映了金属材料抵抗继续塑性变形的能力。分析：n=1，理想弹性体;n=0材料无硬化能力。大多数金属材料的n值在0.1～0.5之间。 7δ10---长比例试样断后延伸率 L0=5d0 或 L0=10d0 L0标注长度 d0名义截面直径） 8静力韧度：静拉伸时，单位体积材料断裂所吸收的功（是强度和塑性的综合指标）。J/m3 9脆性断裂（1）断裂特点断裂前基本不发生塑性变形，无明显前兆；断口与正应力垂直。（2）断口特征平齐光亮，常呈放射状或结晶状；人字纹花样的放射方向与裂纹扩展方向平行。通常，脆断前也产生微量的塑性变形，一般规定Ψ<5%为脆性断裂；大于5％时为韧性断裂。 11屈服在金属塑性变形的开始阶段，外力不增加、甚至下降的情况下，变形继续进行的现象，称为屈服。 12低碳钢在室温条件下单向拉伸应力—应变曲线的特点p1-2 13解理断裂以极快速率沿一定晶体学平面产生的穿晶断裂。 解理面一般是指低指数晶面或表面能量低的晶面。 14韧性是金属材料塑性变形和断裂全过程吸收能量的能力，它是强度和塑性的综合表现，因而在特定条件下，能量、强度和塑性都可用来表示韧性。 15弹性比功αe(弹性比能、应变比能) 物理意义：吸收弹性变形功的能力。 几何意义：应力-应变曲线上弹性阶段下的面积。αe = (1/2) ζe*ε e
材料力学复习题概念部分答案
材料力学复习材料 1．构件的强度、刚度和稳定性指的是什么? 就日常生活和工程实际各举一、两个实例。 2．材料力学的基本任务是什么? 材料力学对变形固体作了哪些基本假设? 3．何谓内力？求解内力的基本方法是什么？ 何谓应力和应力状态? 研究应力状态为什么要采用“单元体”的研究方法？ 研究一点处的应力状态的目的是什么? 何谓应变? 如何表示应力和应变? 4．为什么要绘制梁的剪力图与弯矩图? 列剪力方程与弯矩方程时的分段原则是什么? 在什么情况下 梁的 Q 图发生突变? 在什么情况下梁的M 图发生突变? 5．何谓材料的力学性质? 为何要研究材料的力学性质? 通过低碳钢与铸铁的轴向拉伸及压缩试验可以测定出材料哪些力学性质? 固体材料在外力作用下呈现出来的力学性质主要体现在那两方面？这些力学性质主要指得是什么？ 怎样度量材料的塑性性质? 试画出低碳钢材料单轴拉伸实验时的应力应变曲线，标明各变形阶段的极限应力？ 对于塑性材料和脆性材料,如何定出它们的许用应力[σ]? 6．在梁材料服从虎克定律时, 梁横截面上正应力分布规律是怎样的？何谓中性轴? 试说明弯曲正应力公式中各字符的含义、σ符号的确定、公式的适用范围。 7．试比较圆形、矩形、工字形截面梁的合理性? 8. 叠加原理应用的前提条件是什么？ 9．一点处于二向应力状态时，如何利用应力圆和解析法求任意斜截面上的应力? 如何求主应力和主单元体？ 一点单元体的三个主应力作用截面上剪应力必定为零，但最大(最小)剪应力作用截面上的正应力 却不一定为零，试说明为什么？ 10、试简述材料力学求解静不定问题的基本思路？ 11、固体材料破坏的基本类型是什么？ 四个常用强度理论的基本内容是什么? 它们的适用范围如何? 试简述最大剪应力强度理论的基本观点和基本表达式？ 12．拉、弯组合时危险截面和危险点位置如何确定? 建立强度条件时为什么不必利用强度理论? 13．圆轴受扭、弯组合变形时, 危险截面一般位于何处? 危险点位于何处? 建立强度条件时为什么必须 利用强度理论？强度条件中为何未计入弯曲剪应力? 以下三种形式的强度条件（按第三强度理论），其适用范围有何区别？原因是什么? 14．同时受扭转、弯曲和拉伸的构件, 其强度条件按第三强度理论写成以下形式是否正确? 为什么? 15．试说明何谓压杆丧失稳定性? 说明临界力的意义, 影响临界力的大小有哪些因素? 为什么说欧拉公式有一定的应用范围? 超过这一范围时如何求压杆的临界力? 简述提高压杆抵抗失稳的措施。 []σσ≤+=2231n r M M W []σσ≤???? ??+??? ??+=22 34n n r W M W M A N []στσσ≤+=2234r []σσσσ≤-=313r
材料力学性能考试答案
《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、 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？ 2、 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。 3、 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。 4、 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。 5、 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。 6、 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： 212?? ? ??=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】。 （6）维氏硬度——以两相对面夹角为136。的金刚石四棱锥作压头，采用单位面积所承
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填空 1、 杆件的基本变形形式一般有 、剪切、 、弯曲四种,而应变只有线应变、 两种。 2、梁段上,只有弯矩没有剪力的弯曲形式称为 弯曲。 3、将圆轴的直径增大一倍,则圆轴的强度提高 倍 4、矩形截面梁截面宽b 高h,弯曲时横截面上最大正应力 max σ出现在最大弯矩截面的 各点,=m ax σ 。 5、低碳钢试件受拉时,沿 方向出现滑移线;铸铁试件受拉时,沿 方向断裂。 6、 第三强度理论即 理论,其相当应力表达式为 。 7、 杆件的基本变形形式一般有拉压、 、扭转、 四种,而应变只有 、切应变两种。 8、 梁段上,既有弯矩又有剪力的弯曲形式称为 。 9、 将圆轴的直径增大一倍,则圆轴的刚度提高 倍。 10、 单元体中 的截面称为主平面,其上的正应力称为 。 11、 如下图所示的悬臂梁,长度m kN q m l /2,5==满跨均分布荷载,则A 端右邻截面上弯矩就是 ,要减小梁自由端的挠度,一般采取减小 的方法; 12、 工程上将延伸率≥δ 的材料称为塑性材料。 13、 所谓 ,就是指材料件抵抗破坏的能材;所谓 ,就是指构件抵抗变形的能力。 14、 圆截面梁,若直径d 增大一倍(其它条件不变),则梁的最大正应力降至原来的 。 15、 圆形截面的抗扭截面系数W p = 。 16、 矩形截面梁弯曲时横截面上最大切应力max τ出现在最大剪力截面的 各点,如果截面面积为F S 截面面积为A,则=τmax 。 17、 如图所示,1—1截面上的轴力为 ,2-2截面上的轴力为 。 18、 若要求校核工字形截面钢梁腹板与冀缘交接处一点的强度,则应该用 强度理论,其强度条件(用该点横截面上的正应力σ与剪应力τ来表示)表达式就是 。 19、如下图示的圆截面杆受扭时,在其表面上一点处沿与杆轴成-45°角的斜面上将出现最大的 应力,而在其横、纵截面上将出现最大的 应力。