噶米哈工大材料力学试卷及答案
一、填空题：请将正确答案写在划线内（每空1分，计16分）⒈ 工程构件正常工作的条件是 ――――――――――――、、――――――――――――、―――――――――――――。
⒉ 工程上将延伸律------- δ的材料称为脆性材料。
⒊ 矩形截面梁横截面上最大剪应力max τ出现在―――――――――――各点，其值=τmax -------------。
4．平面弯曲梁的q 、F s 、M 微分关系的表达式分别为--------------、、-------------、、 ----------------。
5．四个常用的古典强度理论的表达式分别为
―――――――――――――――――、―――――――――――――――――――――、 ――――――――――――――、
―――――――――――――――――――――――――――――――――。
6．用主应力表示的广义虎克定律为 ――――――――――――――――――――― ；
――――――――――――――――――――――；－―――――――――――――――――――――――。
二、单项选择题
⒈ 没有明显屈服平台的塑性材料，其破坏应力取材料的――――――――――――。
⑴ 比例极限p σ； ⑵ 名义屈服极限2.0σ； ⑶ 强度极限b σ； ⑷ 根据需要确定。
２． 矩形截面的核心形状为----------------------------------------------。
⑴ 矩形； ⑵ 菱形； ⑶ 正方形； ⑷三角形。 3． 杆件的刚度是指――――――――――――――－。
⑴ 杆件的软硬程度； ⑵ 杆件的承载能力； ⑶ 杆件对弯曲变形的抵抗能力； ⑷ 杆件对弹性变形的抵抗能力；
4. 图示二向应力单元体，如剪应力改变方向，则―――――――――――――。 ⑴ 主应力的大小和主平面的方位都将改变；
⑵ 主应力的大小和主平面的方位都不会改变； ⑶ 主应力的大小不变，主平面的方位改变； ⑷ 主应力的大小改变，主平面的方位不变。
5、图示拉杆头和拉杆的横截面均为圆形，拉杆头的剪切面积A ＝――――――――――――。
A.Dh π
B.dh π
C.4/2
d π D.4/)(2
2
d D -π
6、当系统的温度升高时,下列结构中的――――――――――不会产生温度应力.
A B
C D 三、简答题（每小题6分，计12分） １．支承情况不同的圆截面压杆如图所示，已知各杆的直径和材料均相同且都为大柔度杆。①若只考虑纸平面内的稳定，问：那个杆的临界力最大？②若在保持截面的面积不
变的条件下将各压杆的截面改成正方形，试问各压杆的稳定性是提高了还是降了？
２．分别按第三和第四强度理论设计弯扭组合变形杆件的截面,按第三强度论设 计的杆件截面比按第四强度理论设计的截面那个大？为什麽？ 四、（１2分）某形截面的外伸梁如图所示,已知：mm 600=l ,截面对中性轴的惯性矩
46mm 1073.5?=z I ,m m 721=y ,m m 382=y 。梁上的荷载kN 9,kN 2421==F F 。 材
料的许用拉应力[]a MP 30=t σ,许用压应力[]a MP 90=c σ，试校核梁的强度。
五、（14分）荷载Ｆ作用在梁AB 及CD 的联接处，试求每根梁在连接处所受的力。已知其跨长比和刚度比分别为5
4
232121==EI EI l l 和
六、（１４分）承受均布荷载的矩形截面简支梁如图所示,F 的作用线通过截面形心且与y 轴成
15角，已知m 4=l ，mm 80=b ，mm 120=h ，材料的容许应力MPa 10=σ，试求梁容许承受的最大荷载max F
七、（１４分）矩形截面受压柱如图所示，其中1F 的作用线与柱轴线重合，2F 的作用点位于ｙ轴上，kN 8021==F F ，mm 240=b ，2F 的偏心距mm 100=e 。求 （１）柱的横截面上不出现拉应力时的h 最小尺寸；（２）当h 确定后求柱横截面上的最大压应力。
一、判断题：正确的划√，错误的划×（每小题2分,计10分）
1、对于没有屈服极限的塑性材料，通常将总应变为0.2%时的应力值，定为屈服强度，并以
2.0P σ表示 。 （ ）
2、空心截面与实心截面比较，由于充分发挥了截面各点的承载能力，因此是扭转变形的合理截面形状。 （ ）
3、不论荷载怎样变化，简支梁的最大挠度可用梁跨中截面的挠度来代表。 （ ）
4、若压力作用点离截面核心越远，则中性轴离截面越远。 （ ）
5、塑性铰单向自由转动,形成塑性铰处弯矩为零。 （ ） 二、单项选择题：请将正确答案的序号填入划线内（每小题2分,共12分）
1、塑性材料冷作硬化后，材料的力学性能发生了变化。试判断以下结论哪一个是正确的（ ）：
A ．屈服应力提高，弹性模量降低；
B ．屈服应力提高，塑性降低；
C ．屈服应力不变，弹性模量不变；
D ．屈服应力不变，塑性不变。
2、在图所示状态中，按剪应力互等定理，相等的是______。 A.τ1＝ －τ2； B.τ2＝ －τ3； C.τ3＝ －τ4；D.τ4＝ －τ2；
3、等直梁受载如图所示.若从截面C 截开选取基本结构,则_____. A. 多余约束力为F C ，变形协调条件为ωC =0; B. 多余约束力为F C ，变形协调条件为θC =0; C. 多余约束力为M C ，变形协调条件为ωC =0; D.
多余约束力为M C ，变形协调条件为θC =0;
4、图示三根压杆，横截面面积及材料各不相同，但它们的 相同。 A.长度因数； B.相当长度； C.柔度； D.临界压力
5、构件由突加荷载引起的应力，是相应静载引起应力的 。 A ．一倍（1=d K ） B ．二倍（2=d K ） C ．三倍（3=d K ） D ．四倍（4=d K ）
6、图示拉杆头和拉杆的横截面均为圆形，拉杆头的剪切面积和挤压面积 分别为（ ）。
A.Dh π ，4/2
d π B.dh π ，4/)(2
2d D -π C.4/2d π， 4/2
D π D.4/)(2
2
d D -π，dh π
三、填空题（每空2分，共10）
1、 直径为D 的实心圆轴，最大的容许扭矩为T ，若将轴的横截面积增加一倍，则其最大容许扭矩为____ __。
2、图示为某点的应力状态，其最大切应力τmax=__ ___MPa 。
3、若构件内的应力随时间作交替变化，则该应力称为 ，构件长期在此应力作用下，会发生无明显塑性变形的骤然断裂，这种破坏现象称为 。 ４、杆件的刚度代表杆件 的能力。
５、图示低碳钢拉杆的外表面上有斜线，当杆件变形时，请将杆上斜线新的位置画在图上，低碳钢的破坏是由 应力引起的。 四、作图题（13分）
画出所示梁的剪力图和弯矩图，在图上注明控制截面的F s 和M 的值，并指出剪力和弯矩绝对值的最大值。
五、计算题（17分）
1图示为一矩形截面铸铁梁，受两个横向力作用。
（1）从梁表面的A 、B 、C 三点处取出的单元体上，用箭头表示出各个面上的应力。 （2）定性地绘出A 、B 、C 三点的应力圆。
（3）在各点的单元体上，大致地画出主平面的位置和主应力的方向。
（4）试根据第一强度理论，说明（画图表示）梁破坏时裂缝在B 、C 两点处的走向。
六、计算题（12分）
铸铁梁受荷载情况如图示。已知截面对形心轴的惯性矩Iz=403×10－
7m 4，铸铁抗拉强度［σ＋］=50MPa ，抗压强度［σ－
］=125MPa 。试按正应力强度条件校核梁的强度。
七、计算题（13分）
图示结构中,AC 为刚杆,CD 杆的材料为Q235钢,C 、D 两处均为
球铰,已知d =20mm,材料的E =200Gpa,MPa s 235=σ,稳定安全因数0.3=st n .试确定该结构的许可荷载。
八、计算题
（10分）
作等直杆的轴力图
一、判断题：正确的划√，错误的划×（每小题2分,计10分）
1、对于没有屈服极限的塑性材料，通常将弹性应变为0.2%时的应力值，定为屈服强度，并已2.0P σ表示 。 （ ）
2 圆轴扭转时，实心截面上没有切应力等于零的点。 （ ） 3、在变截面梁中，最大正应力不一定出现在弯矩值最大的截面上。 （ ）
4、承受斜弯曲的杆件，其中性轴必然通过横截面的形心，而且中性轴上正应力必为零。
5、在通过截面形心的一对坐标轴中，若有一个为对称轴，则该对称轴就是形心主惯性轴。
二、单项选择题：请将正确答案的序号填入划线内（每小题2分,共12分）
1、关于低碳钢试样拉伸至屈服时，有以下结论，请判断哪一个是正确的：A．应力和塑性变形很快增加，因而认为材料失效；
B．应力和塑性变形虽然很快增加，但不意味着材料失效；
C．应力不增加，塑性变形很快增加，因而认为材料失效；
D．应力不增加，塑性变形很快增加，但不意味着材料失效。
2、悬臂梁由两根槽钢背靠背(两者之间未作任何固定连接)叠加起来放置,构成如图示.在载荷作用下,横截面上的正应力分布如图_________所示.
A B C D
3、当系统的温度升高时,下列结构中的_ ___不会产生温度应力.
A B
C D
4、现有两种说法：（1）塑性材料中若某点的最大拉应力σmax=σs，则该点一定会产生屈服；（2）脆性材料中若某点的最大拉应力σmax=σb，则该点一定会产生断裂，根据第一、第四强度理论可知，说法.
A.（1）正确、（2）不正确；
B.（1）不正确、（2）正确；
C.（1）、（2）都正确；
D.（1）、（2）都不正确。
５、长度系数的物理意义是。
A．压杆绝对长度的大小； B. 对压杆材料弹性模数的修正
C. 将压杆两端约束对其临界力的影响折算成杆长的影响
D. 对压杆截面面积的修正。
6、在电梯内放置重量为W的重物，若电梯以重力加速度下降，则重物对电梯的压力。
A．加大 B.减少 C.为零 D.不变
三、填空题（每空2分，共14分）
1、实心圆轴，两端受扭转外力偶矩作用。直径为D时，设轴内的最大剪应力为τ，若轴的直径改为D/2，其他条件不变，则轴内的最大剪应力变为______。
2、对于作匀加速直线运动和等速转动的构件，其内力的求解与静力学方法相似，仅需加上即可。
3、纯剪切状态属于（单、双、三）向应力状态。
４、工程构件正常工作的条件是足够的强度、足够的刚度和。
５、对于超静定结构，当未知力个数多于平衡方程个数时，需补充条件，来求解问题。
6、用积分法求图示梁的挠度时，确定积分常数的条件是
。并画出挠曲线的大致形状。
四、作图题（共13分）
画出所示梁的剪力图和弯矩图，在图上注明控制截面的F s和M的值，并指出剪力和弯矩绝对值的最大值。
五、计算题
图示等直圆杆，已知外力偶矩MA = 2.99 kN·m，MB = 7.20 kN·m，MC = 4.21 kN·m，许应切应力［τ］＝ 70 MPa，许可单位长度扭转角［φ’］=1(°)/m，切变模量G = 80 GPa。试确定该轴的直径d。（共11分）
六、计算题
在受集中力偶矩Me作用的矩形截面简支梁中，测得中性层
上k点处沿45o方向的线应变为o
，已知材料的E,ν和梁的横截面及长度尺寸b,h,a,l.
45
试求集中力偶矩Me 。（13分）
七、计算题
Q235钢制成的矩形截面杆,两端约束以及所承受的载荷如图示（（a ）为正视图（b ）为俯视图），在AB 两处为销钉连接。若已知L ＝2300mm ，b ＝40mm ，h ＝60mm 。材料的弹性模量E ＝205GPa 。试求此杆的临界载荷。(14分)
八、计算题
图示木梁受以可移动荷载F=40kN 作用.已知[]M Pa 10=σ, []MPa 3=τ。木梁的截面为矩形,其高宽比
2
3
=b h 。试选择梁的截面尺寸。(13分)
一、填空题：请将正确答案写在划线内（每空1分，计16分） 1． 足够的强度，足够的刚度，足够的稳定性； 2． 000052- ； 3． 中性轴上各点，A
F τs
max 23=
； 4． q x
M
F x M q x F ===22s s d d ,d d ,d d ； 5． ()3
13321211,,σσσσσνσσσσr r t r -=+-==
()()()[]
21323222142
1
σσσσσσσr -+-+-=
； 6． ()[]32111
σσνσE ε+-=
，()[]13221σσνσE
ε+-=，()[]21331σσνσE ε+-=。 二、单项选择题：请将正确答案的序号填入划线内（每小题3分，计１8分）
1．（２）；２．（２）；３．（４）；４．（３）．5.（2） 6.（1） 三、简答题（每小题6分，计12分） １．（ｄ），提高了； ２．按第三强度理论设计的轴径大，
因为按第三强度理论 []31
22)32
(T M σπd +≥
按第四强度理论 []
31
22)75.032
(T M σπd +≥
四、（１2分）（步骤（１）正确，3分；步骤（２）4分、（３）正确，５分）
（a ）
(b)
解:⑴画梁的弯矩图,如图b 示.
⑵校核最大拉应力。由图可知B C M M 5.1= ,21895.1y y =，所以
12y M y M B C ，故知最大拉应力在B 截面的上边缘各点
[]t 6
61max ,MPa 6.2210
73.572
108.1σσ =???==Z B t I y M 即拉应力强度满足。
⑶校核最大压应力。由于21y M y M B C ，故知最大压应力C 截面上边缘点
[]c 6
61max ,MPa 8.331073.572
107.2σσ =???==z C c I y M
即压应力强度也满足。
五、（14分）
解：一次超静定问题，基本静定系如图ｂ所示。
（４分）
变形协调条件为 C B w w = （２分） 变形协调方程
()2
32
1
3
133EI Xl EI l X F =
- （６分） 由此解得F X 167
135
=
（２分） 六、（14分） （z y z y W W M M ,,,写出正确，各得2分）
Nmm 1018.5259.044m
kN 20sin 46?=??==
φFl M y Nmm 103.19966.044m kN 20cos 43?=??==Fl M z
332m m 101286?==h
b W y 332
mm 101926
?==bh W Z []σW M W M σz z y y
MPa 141mm
10192Nmm
103.19mm 10128Nmm 1018.53
36336max =??+??=+= （5分）
该梁强度足够 （１分）
七（１４分） 解：偏心压缩问题，移2F 至1F 作用线处
kNm m 200452?==e F M e （2分）
（1） 若使截面上不出现拉应力,则有 （６分）
062
221=-+bh e
F bh F F 解得 mm 372=h
（2）柱截面上的最大压应力 （６分） M P a 34.417.217.262
221max =+=++=
bh
e
F bh F F σ 一、填空题（每空2分计10分）
1、?
2、 √
3、×
4、×
5、×
二、单项选择题：请将正确答案的序号填入划线内（每小题2分,共12分）
1、B
2、C
3、A
4、B
5、B
6、B 三、填空题：（14分） 1、22； 2、30；３、交变应力，疲劳破坏；４、抵抗变形 ５、切
四、简答题：（13分）
求支座约束反力 KN F KN
F B A 210== （3分）
剪力图 （3分） 弯矩图 （3分）
m KN M KN F S .37max max == （4分）
五、计算题（17分）
A 、
B 、
C 三点的应力状态每个２分， （共６分） A 、B 、C 三点的应力圆每个２分， （共６分） A 、B 、C 三点的主应力圆每个1分， （共3分） 梁破坏时裂缝在B 、C 两点处的走向 （２分） 六、计算题（12分）
作弯矩图
B 截面
C 截面
七、计算题（12分）
压杆所受外力 4
P
F F =
（1分） 压杆临界力的计算 1=μ l=1m （1分）
mm d
i 54
==
（1分） 2005
10001=?=μ=
λi l （2分） 6.91=σπ
=λs
p E
大柔度 （2分）
（3分）
由稳定性条件：
kN EI F cr 5.1510
642014.31020014.3100064
3
2
22=??
??=π=st cr P n F F ≤4kN
n F F st cr P 67.200.35
1544=??=?=2475
.12m
kN ?MPa 3.36=7
3
3max 10
40310611024--+????=B σ7
33max
10403101391024---
????=B σMPa 8.82=733max 10403101391075.12--+
????=C σMPa 44=求反力1分 作图2分
（3分） （3分） （3分）
（2分） 八、计算题（10分）
020
21=+---=∑R P P R X （1分）
EA
a
R EA a N L 111=
=
? （1分） EA a
P R EA a N L 2)(2122+==
? （1分） EA
a
R EA a N L 233==
? （1分） 0321=?+?+?L L L （2分） P R P
R 4/74/521=-= （2分）
（2分）
一、填空题（每空2分计10分）
1、?
2、 ×
3、√
4、√
5、√
二、单项选择题：请将正确答案的序号填入划线内（每小题2分,共12分）
1、C
2、D
3、A
4、B
5、C ６、C 三、填空题：（14分）
1、８τ；
2、惯性力； ３、双；４、足够的稳定性； ５、变形协调 ６、右左＝B B C A A ωωωθω000
===
四、简答题：（13分）
求支座约束反力 KN F KN
F B A 2535== （3分）
剪力图 （3分） 弯矩图 （3分）
m KN M KN F S .25.3125max max == （4分）
五、计算题（11分）
利用截面法作扭矩图
（2分）
强度校核
（1分）
刚度校核
（3分）
（1分）
二者取大值 （1分） 六、计算题（13分）
l
M F e
s =
(2分) lbh
M A F e
s 2323max ==
τ (3分) max 31τ=σ-=σ (3分) []lbh
M E E e 23.113145ν+=νσ-σ?=
ε (3分) []3
max max 3
4.211016p T W d ττπ??==≤mm d 4.67≥[]?πππ
?'≤??=?='180
32
8021.41804max max d GI T P mm d 4.74≥（3分）
() 45
132ε?ν+=
lbhE
M e (2分)
七、计算题（14分）
正视图：
俯视图：
八、计算题（13分） 由剪应力强度计算
F smax =40kN (2分) []ττ≤=
bh
F S max
max 23 (3分)
b=115.5mm, h=173mm; (1分) 由正应力强度计算
M max =10kN.m (2分)
[]σ≤=
σz
W M max
max (3分) b=138.7mm, h=208mm （1分） 二者取大值 （1分）
12
3
bh I z =bh A =A I i z z =
32h =z z i l μλ=3
2h l μ=()063223001??=8.132=101=P λ 123hb I z =bh A =5
.0=μA I i y y
=32b =y
y i l μλ=32b l
μ=()403223001??=6.99=101=P λ ()2
2
L EI F z cr μπ=2332230012604010205?????=πkN 275=（2分） （2分） （2分） （2分） （2分） （2分） （2分）
哈工大材料力学性能大作业-铁碳马氏体的强化机制
铁碳马氏体的强化机制 摘要：钢中铁碳马氏体的最主要特性是高强度、高硬度，其硬度随碳含量的增加而升高。马氏体的强化机制是多种强化机制共同作用的结果。主要的强化机制包括：相变强化、固溶强化、时效强化、形变强化和综合强化等。本文介绍了铁碳马氏体及其金相组织和力学特性，着重深入分析马氏体的强化机制。 关键词：铁碳马氏体强化机制 1.马氏体的概念，组织及力学特性 1.1马氏体的概念 马氏体，也有称为麻田散铁，是纯金属或合金从某一固相转变成另一固相时的产物；在转变过程中，原子不扩散，化学成分不改变，但晶格发生变化，同时新旧相间维持一定的位向关系并且具有切变共格的特征。 马氏体最先在淬火钢中发现，是由奥氏体转变成的，是碳在α铁中的过饱和固溶体。以德国冶金学家阿道夫·马登斯（A.Martens）的名字命名；现在马氏体型相变的产物统称为“马氏体”。马氏体的开始和终止温度，分别称为M始点和M终点；钢中的马氏体在显微镜下常呈针状，并伴有未经转变的奥氏体(残留奥氏体)；钢中的马氏体的硬度随碳量增加而增高；高碳钢的马氏体的硬度高而脆，而低碳钢的马氏体具有较高的韧性。 1.3马氏体的力学特性 铁碳马氏体最主要的性质就是高硬度、高强度，其硬度随碳含量的增加而增加。但是当碳含量达到6%时，淬火钢的硬度达到最大值，这是因为碳含量进一步提高，虽然马氏体的硬度会提高但是由于残余奥氏体量的增加，使钢的硬度反而下降。 2.铁碳马氏体的晶体学特性和金相形貌 钢经马氏体转变形成的产物。绝大多数工业用钢中马氏体属于铁碳马氏体，是碳在体心立方结构铁中的过饱和固溶体。 铁碳合金的奥氏体具有很宽的碳含量范围，所形成的马氏体在晶体学特性、亚结构和金相形貌方面差别很大。可以把铁碳马氏体按碳含量分为5个组别(见表)【1】。
哈尔滨工业大学材料力学期末考试试题(A卷)
哈工大2002年春季学期 一、单选或多选题（每小题3分，共8小题24 分） 1． 图中应力圆a 、b 、c 表示的应力状态分别为 A 二向应力状态、纯剪切应力状态、三向应力状态； B 单向拉应力状态、单向压应力状态、三向应力状态； C 单向压应力状态、纯剪切应力状态、单向拉应力状态； D 单向拉应力状态、单向压应力状态、纯剪切应力状态。 正确答案是 2．一点的应力状态如右图所示，则其主应力1σ、2σ、 3σ分别为 A 30MPa 、100 MPa 、50 MPa B 50 MPa 、30MPa 、 -50MPa C 50 MPa 、0、-50MPa D -50 MPa 、30MPa 、50MPa 正确答案是 3．下面有关强度理论知识的几个论述，正确的是 。 A 需模拟实际应力状态逐一进行试验，确定极限应力； B 无需进行试验，只需关于材料破坏原因的假说； C 需要进行某些简单试验，无需关于材料破坏原因的假说； D 假设材料破坏的共同原因。同时，需要简单试验结果。
4．对于图示的应力状态，若测出x 、y 方向的线应变x ε、 y ε，可以确定的材料弹性常有： A 弹性模量E 、横向变形系数ν； B 弹性模量E 、剪切弹性模量G ； C 剪切弹性模量G 、横向变形系数ν； D 弹性模量 E 、横向变形系数ν、剪切弹性模量G 。 正确答案是 5．关于斜弯曲变形的下述说法，正确的是 。 A 是在两个相互垂直平面内平面弯曲的组合变形； B 中性轴过横截面的形心； C 挠曲线在载荷作用面内； D 挠曲线不在载荷作用面内。 6．对莫尔积分 dx EI x M x M l ?=?)()(的下述讨论，正确的是 。 A 只适用于弯曲变形； B 等式两端具有不相同的量纲； C 对于基本变形、组合变形均适用； D 只适用于直杆。 7．压杆临界力的大小， A 与压杆所承受的轴向压力大小有关； B 与压杆的柔度大小有关； C 与压杆所承受的轴向压力大小无关； D 与压杆的柔度大小无关。 正确答案是 8． 长为l 、横截面面积为A 的匀质等截面杆,两端分别受1F 和2F 力作用(1F <2F ) ，杆内 应力沿杆长的变化关系(不计摩擦)是 。 A x l A F F d 212+= σ； B x l A F F d 212 -=σ； C A F F d 12 -=σ； D A F F d 12 +=σ
材料力学拉伸实验报告
材料的拉伸压缩实验 徐浩1221241020 机械一班 一、实验目的 1.观察试件受力和变形之间的相互关系； 2.观察低碳钢在拉伸过程中表现出的弹性、屈服、强化、颈缩、断裂等物 理现象。观察铸铁在压缩时的破坏现象。 3.测定拉伸时低碳钢的强度指标（σs、σb）和塑性指标（δ、ψ）。测定压缩 时铸铁的强度极限σb。 二、实验设备 1.微机控制电子万能试验机； 2.游标卡尺。 三、实验材料 拉伸实验所用试件（材料：低碳钢）如图所示， 四、实验原理 低碳钢试件拉伸过程中，通过力传感器和位移传感器进行数据采集，A/D转换和处理，并输入计算机，得到F-?l曲线，即低碳钢拉伸曲线，见图2。 对于低碳钢材料，由图2曲线中发现OA直线，说明F正比于?l，此阶段称为弹性阶段。屈服阶段（B-C）常呈锯齿形，表示载荷基本不变，变形增加很快，材料失去抵抗变形能力，这时产生两个屈服点。其中，B'点为上屈服点，它受变形大小和试件等因素影响；B点为下屈服点。下屈服点比较稳定，所以工程上均以下屈服点对应的载荷作为屈服载荷。测定屈服载荷Fs时，必须缓慢而均匀地加载，并应用σs=F s/ A0（A0为试件变形前的横截面积）计算屈服极限。
图2 低碳钢拉伸曲线 屈服阶段终了后，要使试件继续变形，就必须增加载荷，材料进入强化阶段。当载荷达到强度载荷F b 后，在试件的某一局部发生显著变形，载荷逐渐减小，直至试件断裂。应用公式σb =F b /A 0计算强度极限（A 0为试件变形前的横截面积）。 根据拉伸前后试件的标距长度和横截面面积，计算出低碳钢的延伸率δ和端面收缩率ψ，即 %100001?-= l l l δ，%1000 1 0?-=A A A ψ 式中，l 0、l 1为试件拉伸前后的标距长度，A 1为颈缩处的横截面积。 五、实验步骤及注意事项 1、拉伸实验步骤 （1）试件准备：在试件上划出长度为l 0的标距线，在标距的两端及中部三 个位置上，沿两个相互垂直方向各测量一次直径取平均值，再从三个平均值中取最小值作为试件的直径d 0。 （2）试验机准备：按试验机→计算机→打印机的顺序开机，开机后须预热十分钟才可使用。按照“软件使用手册”，运行配套软件。 （3）安装夹具：根据试件情况准备好夹具，并安装在夹具座上。 （4）夹持试件：若在上空间试验，则先将试件夹持在上夹头上，力清零消除试件自重后再夹持试件的另一端；若在下空间试验，则先将试件夹持在下夹头上，力清零消除试件自重后再夹持试件的另一端。 （5）开始实验：消除夹持力；位移清零；按运行命令按钮，按照软件设定的方案进行实验。 （6）记录数据：试件拉断后，取下试件，将断裂试件的两端对齐、靠紧，用游标卡尺测出试件断裂后的标距长度l 1及断口处的最小直径d 1（一般从相
哈工大材料力学试卷及答案-16页精选文档
一、填空题：请将正确答案写在划线内（每空1分，计16 分） ⒈ 工程构件正常工作的条件 是 ――――――――――――、、――――――――――――、―――――――――――――。 ⒉ 工程上将延伸律-------πδ的材料称为脆性材料。 ⒊ 矩形截面梁横截面上最大剪应力max τ出现在―――――――――――各点，其值 =τmax -------------。 4．平面弯曲梁的q 、F s 、M 微分关系的表达式分别为--------------、、-------------、、 5．四个常用的古典强度理论的表达式分别为 6．用主应力表示的广义虎克定律为 ――――――――――――――――――――― ； 二、单项选择题 ⒈ 没有明显屈服平台的塑性材料，其破坏应力取材料的――――――――――――。 ⑴ 比例极限p σ； ⑵ 名义屈服极限2.0σ； ⑶ 强度极限b σ； ⑷ 根据需要确定。 ２． 矩形截面的核心形状为----------------------------------------------。 ⑴ 矩形； ⑵ 菱形； ⑶ 正方形； ⑷三角形。 3． 杆件的刚度是指――――――――――――――－。 ⑴ 杆件的软硬程度； ⑵ 杆件的承载能力； ⑶ 杆件对弯曲变形的抵抗能力； ⑷ 杆件对弹性变形的抵抗能力； 4. 图示二向应力单元体，如剪应力改变方向，则―――――――――――――。 ⑴ 主应力的大小和主平面的方位都将改变；
⑵ 主应力的大小和主平面的方位都不会改变； ⑶ 主应力的大小不变，主平面的方位改变； ⑷ 主应力的大小改变，主平面的方位不变。 5、图示拉杆头和拉杆的横截面均为圆形，拉杆头的剪切面积A ＝――――――――――――。 A.Dh π B.dh π C.4/2d π D.4/)(22d D -π 6、当系统的温度升高时,下列结构中的――――――――――不会产生温度应力. A B C D 三、简答题（每小题6分，计12分） １．支承情况不 同的圆截面压杆如图所示，已知各杆的直径和材料均 相同且都为大柔度杆。①若只考虑纸平面内的稳定，问：那个杆的临界力最大？②若在保持截面的面积不变的条件下将各压杆的截面改成正方形， 试问各压杆的稳定性是提高了还是降了？ ２．分别按第三和第四强度理论设计弯扭组合变形杆件的截面,按第三强度论设 计的杆件截面比按第四强度理论设计的截面那个大？为什麽？ 四、（１2分）某形截面的外伸梁如图所示,已知：mm 600=l ,截面对中性轴的惯性矩46mm 1073.5?=z I ,m m 721=y ,m m 382=y 。梁上的荷载 kN 9,kN 2421==F F 。 材料的许用拉应力[]a MP 30=t σ,许用压应力 []a MP 90=c σ，试校核梁的强度。 五、（14分）荷载Ｆ作用在梁AB 及CD 的联接处，试求每根梁在连接处所
哈工大—低碳钢拉伸试验
试验一 金属材料的拉伸与压缩试验 1.1概 述 拉伸实验是材料力学实验中最重要的实验之一。任何一种材料受力后都要产生变形，变形到一定程度就可能发生断裂破坏。材料在受力——变形——断裂的这一破坏过程中，不仅有一定的变形能力，而且对变形和断裂有一定的抵抗能力，这些能力称为材料的力学机械性能。通过拉伸实验，可以确定材料的许多重要而又最基本的力学机械性能。例如：弹性模量E 、比例极限R p 、上和下屈服强度R eH 和R eL 、强度极限R m 、延伸率A 、收缩率Z 。除此而外，通过拉伸实验的结果，往往还可以大致判定某种其它机械性能，如硬度等。 我们以两种材料——低碳钢，铸铁做拉伸试验，以便对于塑性材料和脆性材料的力学机械性能进行比较。 这个实验是研究材料在静载和常温条件下的拉断过程。利用电子万能材料试验机自动绘出的载荷——变形图，及试验前后试件的尺寸来确定其机械性能。 试件的形式和尺寸对实验的结果有很大影响，就是同一材料由于试件的计算长度不同，其延伸率变动的范围就很大。例如： 对45#钢：当L 0＝10d 0时（L 0为试件计算长度，d 0为直径），延伸率A 10＝24~29%，当L 0＝5d 0时，A 5＝23~25%。 为了能够准确的比较材料的性质，对拉伸试件的尺寸有一定的标准规定。按国标GB/T228-2002、GB/P7314-1987的要求，拉伸试件一般采用下面两种形式： 图1.1 1. 10倍试件； 圆形截面时，L 0＝10d 0 矩形截面时，L 0＝11.3 0S 2. 5倍试件 圆形截面时，L 0＝5d 矩形截面时, L 0＝5.65 0S =π0 45S d 0——试验前试件计算部分的直径； S 0——试验前试件计算部分断面面积。 此外，试件的表面要求一定的光洁度。光洁度对屈服点有影响。因此，试件表面不应有刻痕、切口、翘曲及淬火裂纹痕迹等。 1.2拉伸实验 一、实验目的： 1．研究低碳钢、铸铁的应力——应变曲线拉伸图。 2．确定低碳钢在拉伸时的机械性能（比例极限R p 、下屈服强度R eL 、强度极限R m 、延伸率A 、断面收缩率Z 等等）。 3. 确定铸铁在拉伸时的力学机械性能。 二、实验原理： 拉伸实验是测定材料力学性能最基本的实验之一。在单向拉伸时F —ΔL （力——变形）曲线的形式代表了不同材料的力学性能，利用： 0F S σ= 0L L ε?= 可得到σ—ε曲线关系。
哈尔滨工业大学《材料结构与力学性能》考研大纲_哈工大考研论坛
哈尔滨工业大学《材料结构与力学性能》考研大纲 一、考试要求 试卷内容分为两部分：第一部分为材料结构与缺陷；第二部分为材料力学性能。 材料结构与缺陷部分的基本要求是应考者需全面掌握晶体材料结构及其缺陷的基本概念、基本规律、基本原理，要求能灵活运用材料结构与缺陷的基本理论综合分析材料结构与性能的相关性。 材料力学性能的基本要求是：(1)理解并掌握材料弹性变形、塑性变形与断裂等基本力学行为的宏观规律及微观本质，并进一步了解应力状态、试样几何因素以及环境因素对材料力学行为的影响；(2)熟悉材料常用力学性能指标的意义、测试原理、影响因素及其应用范围，具有按照实际工作条件和相关标准、规范等正确选择试验方法和指标进行材料测试、评价及选择材料的能力，并了解改善材料力学性能的基本方法和途径。 二、考试内容 1）材料结构与缺陷部分 a:晶体学基础：原子的结合键、结合能；结合键的特点、与性能的关系；晶体学的基本概念；晶面指数、晶向指数的标定；晶面间距的计算；晶体的对称性。 b:晶体结构：典型纯金属的晶体结构；合金相的晶体结构；离子晶体结构；共价晶体结构；亚稳态结构。 c:晶体缺陷：晶体缺陷的分类、结构、表征、运动特性；空位和间隙原子形成与平衡浓度；位错的基本类型与表征、位错的运动与增殖、位错的弹性性质、实际晶体中的位错；界面、相界、孪晶界；位错及位错与其他晶体缺陷的交互作用。 d:相图：相图的基本规律、分析方法与应用；分析各种类型的二元相图及其晶体的结晶过程和组织；三元相图的基本知识。 2）材料力学性能部分 a:材料基本力学性能试验：(1)掌握静载拉伸试验方法与拉伸性能指标的含义及测定，熟悉典型材料拉伸变形断裂行为与应力－应变曲线；(2)熟悉压缩、弯曲、扭转试验原理、特点及应用，了解应力状态对材料力学行为的影响；(3)掌握布氏、洛氏、维氏硬度试验原理、特点及应用范围。 b:材料变形行为与变形抗力：(1)掌握弹性变形行为及其物理本质，熟悉材料的弹性常数及其工程意义；(2)熟悉材料塑性变形行为及其微观机制，了解材料物理屈服现象；(3)了解材料的理论与实际屈服强度、微观与宏观屈服应力及宏观屈服判据；(4)了解材料强化的基本途径与常用方法。 c:材料断裂行为：(1)了解材料常见断裂形式及其分类方法；(2)熟悉金属延性断裂行为及微观机制；(3)熟悉解理和沿晶断裂行为及微观机制；(4)了解断裂的宏观强度理论。 d:材料的脆性及脆化因素：(1)了解材料脆性的本质及表现，熟悉微观脆性与宏观脆性的联系与区别；(2)熟悉缺口顶端的应力和应变特征，了解缺口试样拉伸行为及缺口敏感性；(3)了解冲击载荷特征与冲击变形断裂特点，掌握缺口试样冲击试验与冲击韧性的意义及应用； (4)了解材料低温脆性的本质及其评定方法。 e:材料裂纹体的断裂及其抗力：(1)了解材料的理论断裂强度，掌握Griffith强度理论及应用；(2)掌握线弹性断裂力学的基本概念与基本原理，了解裂纹尖端塑性区及其修正；(3)了解裂纹体的断裂过程与断裂韧性的测定及其影响因素。 f:材料的疲劳：(1)熟悉高周、低周疲劳行为,s-N与-N疲劳曲线及其经验规律，掌握疲劳抗力的意义及表征；(2)了解疲劳断裂过程、特征及微观机制；(3)掌握疲劳裂纹扩展的断
2015哈工大材料力学试题
哈尔滨工业大学 2015 学年 春 季学期 材料力学期末 试 题
解：挠曲线近似微分方程 )(x M v EI ='' （a ） 3)()(kx x q x M -=='' 积分两次 A x k x M +-='4)(4 B Ax x k x M ++-=20 )(5 由边界条件 00 ==x M ， 0==l x M 求出 0=B , 20 4 l k A = )(20 )(4 5x l x k x M --= (b) （10分） 式（a ）代入式(b) )(20 4 5x l x k v EI -- ='' 积分两次 C x l x k v EI +-- =')2 6(202 46 D Cx x l x k EIv ++-- =)6 42(203 47 （c ） 由边界条件 00==x v ， 0==l x v 得出 0=D , 140 6 kl C -= 代入（c ）式 )67(8406347x l x l x EI k v +-- = （8分） EI kl A 1406 -=θ （2分）
1 （2分） (a) （2分） ]1 1 2 1 2 1 [ 1 ] 2 3 2 2 2 1 [ 4 ? ? + ? ? + ? ? ? ? =l l EA l l l EI EA l 12 55 =（4分） ] 2 2 2 1 [ 1 1 Fl l l EI F ? ? ? - = EA Fl 5 - =（3分） ，得F F X09 .1 11 12 1 = =(拉) （3分） 画出弯矩图、轴力图如下： （4分） （2分）
解：一次静不定问题 杆1、杆2均为二力杆 杆1受拉，强度问题； 杆2受压，稳定问题 由于是静不定结构，1、2均失效结构才失效 杆1失效时的极限轴力 9210202010230661=????==-A F s s σ KN （5分） 计算杆2的临界轴力 1574 3610213 =??==i l μλ 3.9910 2001020014.36 9 =???==p p E σπλ p λλ>，大柔度杆，用欧拉公式 4.811036414 .3157 1020014.3622 92222=?????==-A E F cr λπ KN （10分） 由AB 杆的平衡 0=∑A M 032sin 145sin =?-?+?F F F s cr αo 6.46)22 1122(3122=?+?+?=s cr F F F KN （5分）
哈工大材料力学上机实验资料报告材料
材料力学I上机实验 设计报告 院系：机电学院 班级： 1308*** 姓名： *** 学号： 11308***** 指导教师：桂莲
时间： 2015年6月
一、问题描述 1、应力状态分析 对于空间或者是平面应力状态的相关计算，如果采用人工计算的方式比较繁琐而且容易出错，对于这种简单的重复计算，编制相应的程序则可以大大提高计算准确度和人工计算强度。 对于平面应力状态，输入量应为（,,x y xy σστ），以及某截面的方位角α，其输出数据应为该单元体所受主应力（123,,σσσ），所受最大剪应力（13 max 132 σσττ-== ），以及方位角为α的斜截面上的应力（,ααστ）以及主方向 角σα，同时还要画出其应力圆示意图，以直观的显示其应力状态。 对于空间应力状态，输入量则应该为各应力（,,,,,x y z xy yz xz σσστττ），其输出数据应该为该单元体所受主应力（123,,σσσ），所受最大剪应力（13 max 132 σσττ-==），同时还要画出其应力圆示意图，以直观的显示其应力状 态。 这样，应力状态分析的基本任务就可以完成。 2、常用截面图形几何性质的分析 在生活中，有各种各样的几何形状，但是对于工程实际中经常用到的构件，其截面的几何形状则非常有限。对于不同的截面，其形心位置、对于形心轴的惯性矩也就有所不同，这样在进行如弯曲、扭转等的应力分析时就会到来不便，因此编制相应的程序来计算相关截面的几何性质也就具有了实际应用价值和可行性。 在这部分程序中，截面几何形状分为三角形、矩形、椭圆形、梯形、圆形、扇形等多种形式，对于不同的截面形状，输入量也就不同。例如，对于扇形应输入直径和圆心角（,d α）；对于梯形则应输入上底、下底和高（,,a b h ）；对于椭圆形，则要输入长轴长和短轴长（,a b ）等等，在此不一一列举，具体输入数据请参看程序运行。不过对于不同的截面，其输出的量都是相同的，即截面形心的
哈工大机械工程材料成形及技术基础习题及部分答案
习题一 一、简答题 1. 机械零件在工作条件下可能承受哪些负荷？这些负荷对零件产生什么作用？ （1）力学负荷——零件受到的各种外力加载，在力学负荷作用条件下，零件将产生变形（如弹性变形、塑性变形等），甚至出现断裂。 （2）热负荷——在热负荷作用下，温度变化使零件产生尺寸和体积的改变，并产生热应力，同时随温度的升高，零件的承载能力下降。 2. 整机性能、机械零件的性能和制造该零件所用材料的力学性能间是什么关系？ 机器是零件(或部件)间有确定的相对运动、用来转换或利用机械能的机械。机器一般是由零件、部件(为若干零件的组合，具备一定功能)组成一个整体，因此一部机器的整机性能除与机器构造、加工与制造等因素有关外，主要取决于零部件的结构与性能，尤其是关键件的材料性能。 零件的性能由许多因素确定，其中材料因素(如材料的成分、组织与性能等)、加工工艺因素(各加工工艺过程中对零件性能的所产生的影响)和结构因素(如零件的形状、尺寸、与连接件的关系等)起主要作用。此外,使用因素也起较大作用。在结构因素和加工工艺因素正确合理的条件下，大多数零件的功用、寿命、体积和重量主要由材料因素所决定。 材料的性能是指材料的使用性能和工艺性能。材料的使用性能是指材料在使用过程中所具有的功用，包括力学性能和理化性能。 3. σs、σb、σ0.2的含义是什么？什么叫比强度？什么叫比刚度？ σs屈服强度（屈服时承受的最小应力） σb拉伸强度（静拉伸条件下的最大承载能力） 屈服强度σ0.2：有的金属材料的屈服点极不明显，在测量上有困难，规定产生永久残余塑性变形等于一定值（一般为原长度的0.2%）时的应力。 比强度：强度与其表观密度的比值。 比刚度：弹性模量与其密度的比值 4.什么叫材料的冲击韧度？冲击韧度有何工程应用？其与断裂韧度有何异同点？ （1）脆性材料：冲击韧度值低；韧性材料：冲击韧度值高。 （2）冲击韧度随试验温度的降低而降低。基于材料的低温脆性，对于压力容器及寒冷地区的桥梁船舶、车辆等用材，必须做低温冲击试验。 （3）断裂韧度：材料抵抗裂纹失稳扩展而断裂的能力。 二、复习范围 1.什么是材料的力学性能，主要的力学性能 材料在外力或能量以及环境因素(温度、介质等)作用下表现出的各种性能称为力学性能。 弹性、强度、塑性、硬度、断裂韧度、冲击韧度、疲劳特性、高温力学性能。
哈工大材料力学试卷及答案资料
一、填空题：请将正确答案写在划线内（每空1分，计16分）⒈ 工程构件正常工作的条件是 ――――――――――――、、――――――――――――、―――――――――――――。 ⒉ 工程上将延伸律------- δ的材料称为脆性材料。 ⒊ 矩形截面梁横截面上最大剪应力max τ出现在―――――――――――各点，其值=τmax -------------。 4．平面弯曲梁的q 、F s 、M 微分关系的表达式分别为--------------、、-------------、、 ----------------。 5．四个常用的古典强度理论的表达式分别为 ―――――――――――――――――、―――――――――――――――――――――、 ――――――――――――――、 ―――――――――――――――――――――――――――――――――。 6．用主应力表示的广义虎克定律为 ――――――――――――――――――――― ； ――――――――――――――――――――――；－―――――――――――――――――――――――。 二、单项选择题 ⒈ 没有明显屈服平台的塑性材料，其破坏应力取材料的――――――――――――。 ⑴ 比例极限p σ； ⑵ 名义屈服极限2.0σ； ⑶ 强度极限b σ； ⑷ 根据需要确定。 ２． 矩形截面的核心形状为----------------------------------------------。 ⑴ 矩形； ⑵ 菱形； ⑶ 正方形； ⑷三角形。 3． 杆件的刚度是指――――――――――――――－。 ⑴ 杆件的软硬程度； ⑵ 杆件的承载能力； ⑶ 杆件对弯曲变形的抵抗能力； ⑷ 杆件对弹性变形的抵抗能力； 4. 图示二向应力单元体，如剪应力改变方向，则―――――――――――――。 ⑴ 主应力的大小和主平面的方位都将改变； ⑵ 主应力的大小和主平面的方位都不会改变； ⑶ 主应力的大小不变，主平面的方位改变； ⑷ 主应力的大小改变，主平面的方位不变。 5、图示拉杆头和拉杆的横截面均为圆形，拉杆头的剪切面积A ＝――――――――――――。 A.Dh π B.dh π C.4/2 d π D.4/)(2 2 d D -π 6、当系统的温度升高时,下列结构中的――――――――――不会产生温度应力. A B
哈工大金属学与热处理1999-2012年考研初试真题及2013复习大纲
1999年哈尔滨工业大学金属学与热处理学科入学考试题 1：在立方晶系中，画出通过（0,0,0），（0,1,0），（1/2,1,1）三点的［120］晶向。（15分） 2：试阐述纯金属和固溶体合金结晶条件及长大方式的异同点。（15分） 3：根据Fe-Fe3C相图，指出铁碳合金中的渗碳体由哪五种？说明它们的形成条件（成分，温度）与形态特点，并计算它们在铁碳合金中的最大含量（％）（20分） 4：根据组元间互不溶解的三元共晶相图的投影图，说明O成分的合金平衡结晶过程，并计算出室温下该合金的相组织组成物的相对含量。（10分）[由于自己不会画图，所以没有图提供给大家] 5：试阐述强化金属的各种基本方法及机制。（15分） 6：试述共析钢淬火后在回火过程中的组织转变过程，写出三种典型的回火组织。（15分） 7：含碳量为1.2％的碳钢其原始组织为片状珠光体加网状渗碳体，为了获得回火马氏体加粒状渗碳体组织，应采用哪些热处理工艺？写出工艺名称和工艺参数（加热问题，冷却方式）。注：该合金的Ac1=730℃,Accm=820℃。 2000年哈尔滨工业大学金属学与热处理学科入学考试题 1：已经纯钢的［110］(111)滑移系的临界分切应力δc为1MPa，回答下列问题： ①要是(111)面上的错位沿［101］方向发生滑移，至少需要在［001］方向上施加多大的应力？ ②说明此时(111)面上的位错能否沿［110］方向滑移。（计算结果保留两位有效数字） 3：什么是伪共晶，离异共晶？说明它们的形成条件，组织形态以及对材料力学性能的影响。 4：图2试为组元在固态下完全不溶的三元共晶合金相图的投影图，作Ab的变温截面图，并分析O点成分合金的平衡结晶过程，写出室温下的组织。 5：试阐述晶粒度对钢的力学性能的影响，用位错观点解释晶粒度对屈服强度的影响规律，简述所学过的细化晶粒的工艺方法。 6：什么是魏氏组织？简述魏氏组织的形成条件，对钢力学性能的影响规律及其消除方法。 7：用T10A（含碳量1.0%,Ac1=730℃, Accm=800℃）钢制造冷冲头模的冲头，试制订最终热处理工艺（包括名称和具体参数），并说明热处理各阶段获得何种组织以及热处理后的工件的力学性能特点。 2002年哈尔滨工业大学金属学与热处理学科入学考试题 一、(10分)已知铜单晶的{111}<110>滑移系得临界分切应力为1Mpa。直径为1mm的铜单晶丝受轴向拉伸,加载方向平行于单晶的[001]方向,若使铜单晶丝不产生明显的塑性变形,求此单晶丝能承受的最大轴向载荷是多少?(计算结果保留3位有效数字) 二、(15分)根据组元间固态下互不溶解的三元共晶相图的投影图(如右图所示),说明O点成分合金平衡结晶过程,画出冷却曲线示意图,并写出室温下该合金的组织组成物相对含量的表达式。 三、(15分)求珠光体组织中铁素体相的相对含量是多少?若某铁碳合金组织中除有珠光体外,还有15%的二次渗碳体,试求该合金的含碳量是多少? 四、(15分)试叙述贝氏体的转变特点,并比较与珠光体和马氏体转变的异同点。 五、(15分)什么是异分结晶?说明如何利用区域熔炼方法提纯金属。提纯效果与什么因素有关? 六、(15分)某厂对高锰钢制造的碎矿机颚板经1100℃加热后,用崭新的优质冷拔态钢丝绳吊挂,由起重吊车运往淬火水槽,行至途中钢丝绳突然发生断裂,试分析钢丝绳发生断裂的主要原因。 七、(15分)用T10A钢(Wc=1.0%,Ac1=730℃,Accm=800℃)制造冷冲模的冲头,试制订预备热处理工艺(包括工艺名称和具体参数),并说明预备热处理的目的以及加热转变完成和冷至室温后获得何种组织。 2003年哈尔滨工业大学金属学与热处理学科入学考试题 一、（20分）已知面心立方晶格的晶格常数为a，分别计算（100）、（110）和（111）晶面的晶面间距；并求出[100]、[110]和[111]晶向上的原子排列密度（某晶向上的原子排列密度是指该晶向上单位长度排列原子的个数）；写出面心立方结构的滑移面和滑移方向，并说明原因。（计算结果保留两位有效数字） 二、（20分）右图为组元在固态下完全不溶的三元共晶合金相图的投影图： 1.作m n变温截面图，分析O1点成分合金的平衡结晶过程。 2.写出O1点成分合金室温下的相组成物，给出各相的相对含量的表达式。 3.写出O1点成分合金室温下的组织组成物，给出各组织组成物的相对含量的表达式 三、（25分）试述冷变形金属在加热时，其组织和性能发生的变化。 四、（20分）什么是离异共晶？举例说明离异共晶产生的原因及对合金性能的影响。 五、（20分）求莱氏体中共晶渗碳体的相对含量是多少？若某铁碳合金平衡组织中含有10%的一次渗碳体，试求该合金的含碳量是多少？（计算结果保留两位有效数字） 六、（20分）叙述板条马氏体和下贝氏体的组织形态，并说明板条马氏体和下贝氏体具有良好强韧性的原因。
哈工大材料力学试卷及答案
一、填空题：请将正确答案写在划线内（每空1分，计16分） ⒈ 工程构件正常工作的条件是 ――――――――――――、 、――――――――――――、―――――――――――――。 ⒉ 工程上将延伸律------- δ的材料称为脆性材料。 ⒊ 矩形截面梁横截面上最大剪应力max τ出现在―――――――――――各点，其值=τmax -------------。 4．平面弯曲梁的q 、F s 、M 微分关系的表达式分别为--------------、、-------------、、 ---------------- 。 5．四个常用的古典强度理论的表达式分别为 ――――――――――――――――― 、―――――――――――――――――――――、 ―――――――――――――― 、 ――――――――――――――――――――――――――――――――― 。 6．用主应力表示的广义虎克定律为 ――――――――――――――――――――― ； ―――――――――――――――――――――― ；－―――――――――――――――――――――――。 二、单项选择题 ⒈ 没有明显屈服平台的塑性材料，其破坏应力取材料的――――――――――――。 ⑴ 比例极限p σ； ⑵ 名义屈服极限2.0σ； ⑶ 强度极限b σ； ⑷ 根据需要确定。 ２． 矩形截面的核心形状为----------------------------------------------。 ⑴ 矩形； ⑵ 菱形； ⑶ 正方形； ⑷三角形。 3． 杆件的刚度是指――――――――――――――－。 ⑴ 杆件的软硬程度； ⑵ 杆件的承载能力； ⑶ 杆件对弯曲变形的抵抗能力； ⑷ 杆件对弹性变形的抵抗能力； 4. 图示二向应力单元体，如剪应力改变方向，则―――――――――――――。 ⑴ 主应力的大小和主平面的方位都将改变； ⑵ 主应力的大小和主平面的方位都不会改变； ⑶ 主应力的大小不变，主平面的方位改变；
材料力学试题
哈工大2002年春季学期 一、单选或多选题（每小题3分，共8小题24分） 1． 图中应力圆a 、b 、c 表示的应力状态分别为 A 二向应力状态、纯剪切应力状态、三向应力状态； B 单向拉应力状态、单向压应力状态、三向应力状态； C 单向压应力状态、纯剪切应力状态、单向拉应力状态； 2．一点的应力状态如右图所示，则其主应力1σ、2σ、3σ分别为 A 30MPa 、100 MPa 、50 MPa B 50 MPa 、30MPa 、-50MPa C 50 MPa 、0、-50MPa D -50 MPa 、30MPa 、50MPa 3．下面有关强度理论知识的几个论述，正确的是 。 A 需模拟实际应力状态逐一进行试验，确定极限应力； B 无需进行试验，只需关于材料破坏原因的假说； C 需要进行某些简单试验，无需关于材料破坏原因的假说； D 假设材料破坏的共同原因。同时，需要简单试验结果。 4．对于图示的应力状态，若测出x 、y 方向的线应变x ε、y ε ，可以确定的材料弹性常有： A 弹性模量E 、横向变形系数ν； B 弹性模量E 、剪切弹性模量G ； C 剪切弹性模量G 、横向变形系数ν； D 弹性模量 E 、横向变形系数ν、剪切弹性模量G 。 5．关于斜弯曲变形的下述说法，正确的是 。 A 是在两个相互垂直平面内平面弯曲的组合变形； B 中性轴过横截面的形心； C 挠曲线在载荷作用面内； D 挠曲线不在载荷作用面内。 6．对莫尔积分dx EI x M x M l ? = ?) ()(的下述讨论，正确的是 。 A 只适用于弯曲变形； B 等式两端具有不相同的量纲； C 对于基本变形、组合变形均适用； D 只适用于直杆。 7．压杆临界力的大小， A 与压杆所承受的轴向压力大小有关； B 与压杆的柔度大小有关； C 与压杆所承受的轴向压力大小无关； D 与压杆的柔度大小无关。 8． 长为l 、横截面面积为A 的匀质等截面杆,两端分别受1F 和2F 力作用(1F <2F ) ，杆内 应力沿杆长的变化关系(不计摩擦)是 。 A x l A F F d 2 1 2+= σ； B x l A F F d 2 1 2-= σ； C A F F d 1 2-= σ； D A F F d 1 2+= σ 二、（14分）已知K 点处为二向应力状态， 过K 点两个截面上的应力如图所示（应力单
材料力学试题及答案哈尔滨工业大学
哈尔滨工业大学 学年第二学期材料力学试题(A 卷) 1、图示刚性梁AB 由杆1和杆2支承，已知两杆的材料相同，长度不等，横截面积分别为A 1和A 2，若载荷P 使刚梁平行下移，则其横截面面积（ ）。 A 、A 1〈A 2 B 、A 1 〉A 2 C 、A 1=A 2 D 、A 1、A 2为任意 2、建立圆周的扭转应力公式τρ=M ρρ/I ρ时需考虑下列因素中的哪几个？答：（ ） （1）扭矩M T 与剪应力τρ的关系M T =∫A τρρ dA （2）变形的几何关系（即变形协调条件） （3）剪切虎克定律 （4）极惯性矩的关系式I T =∫A ρ2dA A 、（1） B 、（1）（2） C 、（1）（2）（3） D 、全部 3、二向应力状态如图所示，其最大主应力σ1=（ ） A 、σ B 、2σ C 、3σ D 、4σ 4、高度等于宽度两倍(h=2b)的矩形截面梁，承受垂直方向的载荷，若 仅将竖放截面改为平放截面，其它条件都不变，则梁的强度（ ） A 、提高到原来的2倍 B 、提高到原来的4倍 C 、降低到原来的1/2倍 D 、降低到原来的1/4倍 5. 已知图示二梁的抗弯截面刚度EI 相同，若二者自由端的挠度相等，则P 1/P 2= （ ） A 、2 B 、4 题一、3图 工程技术学院 _______________专业 班级 姓名____________ 学号 ---------------------------------------------------密 封 线 内 不 准 答 题------------------------------------------------------------- 题一、4题一、1图
哈工大版复合材料复习资料
复合材料:由两种或两种以上，物理化学性质不同的物质组合而成的多相固体材料。组成：增强相--纤维、晶须、颗粒（不连续相）。基体相--金属、陶瓷、聚合物（连续相）。 共同特点：1.综合发挥各种组成材料的优点，使得一种材料具有多种性能，具有天然材料所没有的性能。2.可按对材料性能的需要进行材料的设计和制造。（性能的可设计性）3.可制成形状复杂的产品，避免多次加工工序。性能取决于基体相、增强相种类及数量，其次是它们的结合界面、成型工艺等。聚合物基复合材料主要性能：1）比强度、比模量大2）耐疲劳性能好3）减震性好4）过载时安全性好5）具有多种功能性：耐烧蚀性好、有良好的摩擦性能、高度的电绝缘性能、优良的耐腐蚀性能、特殊的光学电学磁学特性。金属基复合材料主要性能：1）高比强度、比模量2）导热、导电性能、3）热膨胀系数小、尺寸稳定性好4）良好的高温性能5）耐磨性好6）良好的耐疲劳性能和断裂韧性7）不吸潮、不老化、气密性好。陶瓷材料强度高、硬度大、耐高温、抗氧化，高温下抗磨损性好、耐化学腐蚀性优良，热膨胀系数和比重较小，这些优异的性能是一般常用金属材料、高分子材料及其复合材料所不具备的。但陶瓷材料抗弯强度不高，断裂韧性低，限制了其作为结构材料使用。当用高强度、高模量的纤维或晶须增强后，其高温强度和韧性可大幅度提高。 ⑴硬度陶瓷基>金属基>树脂基⑵耐热性树脂基:60～250℃金属基:400～600℃陶瓷基:1000～1500℃⑶耐自然老化陶瓷基>金属基>树脂基⑷导热导电性金属基>陶瓷基>树脂基⑸耐蚀性陶瓷基和树脂基>金属基⑹工艺性及生产成本陶瓷基>金属基>树脂基三个结构层次：一次结构，由基体和增强材料复合而成的单层材料，其力学性能决定于组分的力学性能、相几何和界面区的性能；二次结构，由单层材料层合而成的层合体，其力学性能取决于单层材料的力学性能和铺层几何；三次结构，通常所说的工程结构或产品结构，其力学性能决定于层合体的力学性能和结构几何。 设计的三个层次：单层材料设计，包括正确选择原料的种类和配比，决定单层板的性能；铺层设计，对铺层方案作出合理的安排，决定层合板的性能；结构设计，最终确定产品结构的形状、尺寸、连接方法等。 在航天、航空技术,高比强度、比模量、尺寸稳定性Al、Mg及其合金；高性能发动机则要求复合材料不仅有高比强度.比模量性能外，还要求复合材料具有优良的耐高温性能，能在高温氧化性气氛中正常工作。Ti、Ni 及其合金； 在汽车发动机中要求共零件耐热、耐磨、导热、一定的高温强度等，同时又要求成本低廉，适合于批量生产Al合金 工业集成电路需要高导热、低膨胀的金属基复合材料作为热元件和基板:Ag、Cu、Al 金属基复合材料的组成特点：与连续纤维复合：纤维承载，宜选纯金属。与非连续纤维复合：基体承载，宜选合金。 结构型复合材料的基体：1）用于450°以下的轻金属基体用铝镁合金基体。连续纤维增强金属基复合材料用纯铝或含合金元素少的单相铝合金，颗粒、晶须增强金属基复合材料用高强的铝合金。2）用于450到700度的复合材料金属基体：钛合金3）用于1000度以上的高温复合材料的金属基体：镍基、铁基耐热合金和金属间化合物，提高高温持久性能和高温蠕变性能
哈尔滨工业大学815基础力学2020年考研专业课初试大纲
硕士研究生入学考试大纲 考试科目名称：基础力学考试科目代码：[815] 一、考试要求： 闭卷、笔试，需携带计算器。 二、考试内容： （1）理论力学 静力学：静力学公理和物体的受力分析，平面汇交力系的合成与平衡，平面力对点之矩，平面任意力系的简化、平衡方程、平面物体系的平衡；空间汇 交力系、空间力对点及轴的矩、空间力偶、空间任意力系的简化、平衡方程， 重心；滑动摩擦、摩擦角和自锁、考虑摩擦的平衡问题。 运动学：点的运动学中的矢量法、直角坐标法、自然法，刚体的平行移动、定轴转动、转动刚体内各点的速度和加速度，以矢量表示的角加速度，以矢积 表示点的速度和加速度；相对运动、牵连运动、绝对运动、点的速度合成定理、点的加速度合成定理。刚体平面运动中求各点速度的基点法、瞬心法，求加速 度的基点法，运动学的综合应用。 动力学：质点动力学基本方程及运动微分方程、动量定理、质心运动定理；质点系的动量矩定理、刚体绕定轴的转动微分方程、刚体对轴的转动惯量、质 点系相对于质心的动量矩定理、刚体平面运动的微分方程；力的功、质点系的 动能、动能定理、功率、功率方程、机械效率、势力场、势能、机械能守恒定律、普遍定理的综合应用；惯性力、质点和质点系的达朗贝尔原理、刚体惯性 力系的简化、绕定轴转动刚体的轴承动约束力；虚位移、虚功、虚位移原理； 动力学普遍方程；第二类拉格朗日方程。 （2）材料力学 1）截面法求内力：包括内力分析方法、内力方程、内力图； 2）应力、应变状态分析（重点在平面应力状态、平面应变状态，三向应力状态作一般掌握）：包括解析法、应力（应变）莫尔圆、应力与应变之 间的关系（胡克定律）； 3）杆件在拉（压）、剪、扭、弯变形时的应力与变形计算以及组合变形时的应力计算：包括基本变形杆件横截面上应力计算及变形计算公式、组 合变形杆件横截面上应力分析计算 4）杆件在拉（压）、剪、扭、弯以及组合变形时的强度与刚度计算：包括
某网架结构力学性能分析
1. 工程概况 本工程位于陕西省西安市。总建筑面积为1496.25㎡，工程结构形式为螺栓球节点正放四角锥网架，材料选用Q235钢材，结构构件分别选用GB700中Q235钢管、GB3077中高强螺栓、GB699中的45号钢做的螺栓球、Q235钢的封板锥头和套筒，焊条分别使用E43xx 和E50xx 。其几何形状大致呈半圆状，在0°和180°处各凸出1.375m ，两方向几何尺寸分别为28.5m 和52.5m ，其属于一类公共建筑，建筑主体结构设计使用年限为50年，抗震设防烈度8度，耐火等级为一级。 网架结构杆件材料均选用低碳钢Q235，弹性模量E=2.1×1011Pa ；泊松比ν=0.3；密度ρ=7850kg/m3，其抗拉强度设计标准值为235Mpa ，抗拉压强度设计值为195Mpa 。 杆件材料（高强螺栓）规格分别采用φ45x3.50（M20），φ60x3.50（M22），φ75x3.75（M24），φ89x4.00（M27），φ114x4.00（M33），φ140x4.00（M33），φ159x6.00（M39）。 网架结构边界支承结构形式：周边柱点支撑，采用刚性支承，0u v w ===；不动球支座； 支座节点类型：平板压力支座； 本文所采用的现行国家设计规范与技术规程如下： （1）《网架结构设计与施工规范》 (JGJ7-91) （2）《钢结构设计规范》 (GB50017-2003) （3）《钢结构工程施工质量验收规范》 (GB50205-2001) （4）《网壳结构技术规程》 （JGJ61-2003） （5）《钢网架螺栓球节点用高强度螺栓》 (GB/T16939) （6）《建筑结构荷载规范》 （GB50009-2012） （7）《冷弯薄壁型钢结构技术规范》 （GB50018-2002） 2. 计算工况 该空间网架结构的外荷载分为恒荷载（自重）、活荷载、风荷载、雪荷载。恒荷载通过给几何模型附加重力加速度来计算，经计算自重为466.55kN ，网架面积为1147.22㎡，故单位面积的自重为466.550/1147.22=0.407kN/㎡，这里未采用设计技术参数中：上弦层0.30kN/㎡，下弦层0.15kN/㎡，共计为0.45 kN/m 2，与前者计算所得值相差不大，且前者为精确计算，故这里采用前者。活荷载、风荷载、雪荷载均依据《建筑结构荷载规范》（GB 50009-2012）按该结构所述地区进行取值：屋面活荷载按不上人屋面取0.5kN/㎡，不与雪荷载同时组合；风荷载取值为0.35kN/㎡，组合值系数0.6；雪荷载取值为0.25kN/㎡，组合值系数0.7；对上述各种荷载进行组合，采用承载能力极限状态下的基本组合： ① 由可变荷载效应控制的组合 1.2×恒载+1.4×活载 1.2×0.407+1.4×0.5+1.4×0.6×0.35=1.482 kN/㎡ 1.2×0.407+1.4×0.5×0.7+1.4×0.35=1.468 kN/㎡ ②由永久荷载效应控制的组合 1.35×恒载+1.4×0.7×活载 1.35×0.407+1.4×0.7×0.5+1.4×0.6×0.35=1.332 kN/㎡ 故荷载采用以上较大值1.482 kN/㎡进行计算。