材料力学试题及答案

材料力学试题及答案
材料力学试题及答案

一、回答下列各题(共4题,每题4分,共16分)

1、已知低碳钢拉伸试件,标距mm l 1000=,直径mm d 10=,拉断后标距的长度变为mm l 1251=,断口处的直

径为mm d 0.61

=,试计算其延伸率和断面收缩率。

答:延伸率%25%100100

100

125%100001=?-=?-=

l l l δ

断面收缩率%64%100))(1(%100211=?-=?-=

d

d

A A A δ 2、试画出图示截面弯曲中心的位置。

3、梁弯曲剪应力的计算公式z

z

QS =

τ,若要计算图示矩形截面

A 点的剪应力,试计算

z S 。

232

3

)84(41bh h h hb S z =+=

4、试定性画出图示截面截面核心的形状(不用计算)。

矩形

圆形

矩形截面中间

圆形截面中间

4

二、绘制该梁的剪力、弯矩图。(15分)

三、图示木梁的右端由钢拉杆支承。已知梁的横截面为边长等于 的正方形,q=4OKN/m,弹性模量E 1=10GPa ;钢拉杆的横截面面积A 2=250mm 2

,弹性模量E 2=210GPa 。试求拉杆的伸长l ?及梁中点沿铅垂方向的位移?。(14分)

解:杆受到的拉力kN q

F N 402

2==

m EA l F l N 00228.01025010210310406

93=?????==?-

梁中点的挠度:

m I

E ql A E l

F w l N c 00739.012

2

.0101038421040500114.0384521214

94

314122=?

?????+

=+=+?=?四、砖砌烟窗高m h 30=,底截面m m -的外径m d 31=,内径m d 22=,自重kN P 20001=,受

m kN q /1=的风力作用。试求:(1)烟窗底截面m m -的最大压应力;(2)若烟窗的基础埋深m h 40=,

F s

M

m

kN q /20=kN

20m

kN ?160A

B

C

m

10m

2112kN

88kN

20kN

40kNm

160kNm

基础及填土自重按kN P 10002=计算,土壤的许用压应力MPa 3.0][=σ,圆形基础的直径D 应为多大(20分)

注:计算风力时,可略去烟窗直径的变化,把它看成是等截面的。

解:(1)最大压应力,m-m 截面发生压弯组合变形

Pa

W M A P 720000))3

2(1(3233010121

)23(410200043232

23

1max =-????+-?=+=ππσ(2)

6

3

3233121max 103.0][32

)415(301014101000102000?=≤?+???+?+?=++=σππσD D W M A P P 解得m D 16.4=

五、图示结构中钢梁AB 和立柱CD 分别由16号工子钢和连成一体的两根mm mm mm 56363??角钢制成,杆CD 符合钢结构设计规范中实腹式b 类截面中心受压杆的要求。均布荷载集度m kN q /48=。梁及柱的材料均为Q235钢,MPa 170][=σ,MPa E 210=。试验算梁和立柱是否安全。(20分) (16号工字钢:I Z =1130cm 4

,W Z =141cm 3

。63×63×5角钢:I Z = , i Z = , A= ) 。(20分)

实腹式b 类截面中心受压杆的稳定系数

λ

101 102 103 104 φ

解:一次超静定问题

m

m

D

h 0

h

q

P 1

变形协调条件CD C l w ?=即:

04838454

≈?=-CD CD CD l EI

l F EI ql 得到kN F CD 120≈ 梁的最大弯矩为:kNm l R ql M A 2472962

12

max =-=-=

梁的强度:][2.1701014110246

3

max max σσ≈=??==-MPa W M 梁安全

立柱的稳定性:1031094.12

12

=??=

=

-i

l

μλ查得536.0=?

MPa MPa A F CD 1.91][9710143.62101204

3

=>=???==-σ?σ 故立柱不安全

六、试用能量法求图示刚架截面A 的铅垂位移和截面B 的转角。略去剪力和轴力的影响,EI 为已知。(15分)

解:用单位力法求A 截面的铅垂位移

Fx M =1 Fx Fl M +=2 x M =1 l M =2

EI Fl EI Fl EI Fl EI Fl dx I E l Fx Fl dx EI Fxx l

l AY

12134232)(3

333=

++=++=??? 用单位力法求B 截面的转角

Fx M =1 Fx Fl M +=2 01=M 12=M

EI Fl EI Fl EI Fl dx I E Fx Fl dx EI Fx l

l 434221)(02

22B =

+=?++?=??θ 一、回答下列各题(共4题,每题4分,共16分)

1、已知低碳钢拉伸试件,标距mm l 1000=,直径mm d 10=,拉断后

标距的长度变为mm l 1251

=,断口处的直径为mm d 0.61=,试计算其

延伸率和断面收缩率。

1

1

2、试画出图示截面弯曲中心的位置。

东 北 电 力 学 院 考 试 试 卷

课程名称:材料力学 专业:机械 年级:2003级 学期:04-05学年第一学期

一、填空题(每空2分,共计10分)

1、构件强度计算时,塑性材料以 屈服极限 作为极限应力,脆性材料以 强度极限 作为极限应力。

2、圆柱扭转时,影响扭转角的因素有 P I G T l 、、、 ,如果只将直径增大一倍扭转角将减小 16

倍。

3、一拉杆横截面上的正应力为σ,斜截面上最大切应力m ax τ=2

σ 。

二、简答题(8分)

1、构件设计中,一受弯的碳素钢轴刚度不够,为了提高刚度而改用优质合金钢是否合理为什么 。 答:不合理。因为各种钢材的弹性模量E 非常接近。

2、铸铁T 形截面悬臂梁,在自由端上作用向下的集中荷载。若保证在任何情況下都无扭转变形,即只

产生弯曲变形,截面如何放置,梁的强度最高。(画出截面放置图,并说明理由。)

三、图示结构中的AB 杆可视为刚体,斜杆CD 为直径d=20mm 的圆形杆,许用应力[σ]=160MPa 。试求

结构的许可载荷[P]。 (15分)

答:截面放置如图所示。何载作用在对称面内。因为铸铁的压缩性强于拉伸性能,所以截面上居中性层远的一侧放在压缩区。

四、图示等直圆轴,已知外力偶矩T A =·m,T B =·m, T C =·m,许用切应力[τ]

=70MPa,许用单位长度扭转角[θ]=1o/m,剪切模量G =80GPpa.试确定该轴的直径。(20分)

五、画出梁的剪力图和弯矩图。(12分)

P

q=2kN/m

P=6kN

P

R Ax

F DC

解:①求杆DC 的内力:

[][]24kN

.50N 1024.50101604

102014.34d A F 36

6

22

dc =?=????=?=≤-σπσ ②求许可载荷:

∑=0)F (m A ρ

02P 11

5.15.1F 2

2

DC =?-?+?

=+??=

221

5.15.124.5021P

T ·m

解:① 绘制扭矩图,求最大扭矩

m 4.21kN T max ?=

③设计直径 强度条件:

[]67mm m 1069.610

702.010

21.42.0T d 2-36

3

3max

=?=???=≥τ 刚度条件: []

74.5mm

0745m

.01

14.310801801021.432G 180T 32d 4293

4

2max ==??????=?≥?πο

解:①求支反力:

0863626R 0B A

=?-??-?=∑m

)(14↑=kN R B

0263626R 0A B

=?+??-?=∑m

)(4↑=kN R A

六、简支梁受力和尺寸如图所示,材料为钢,许用应力[σ]=160MPa ,(1)按正应力强度条件分别设计两种截面的尺寸。(2)比较两种截面的Wz/A 值,以说明那种形式比较经济。(15分)

A

B

C

6m

2m

(h=2b)

M

?m

解:(1)按正应力强度条件分别设计两种截面的尺寸

m kN ql M ?=?==1208

81582

2max 圆截面:[]3

36

3max

1075.010********m M W z -?=??=≥

σ 33

1075.032

-?≥=

d W z π m d 197.0≥

(2)圆截面:22

03.04

m d

A ==

π,

m A

W z 025.0= 矩形截面:2

022.0A m bh ==,

m A

W z

034.0= Q M R A R B

8kN

12kN ??m

4kN ??m

七、图示托架中杆AB 的直径d=40mm ,长度L=800mm ,两端可视为铰支,材料为Q235钢。p λ=100,

s λ=60,a=300MPa,b=.σs =240MPa.(1)试求托架的临界载荷Q C ;(2)若已知工作载荷Q=70kN ,并要求

AB 杆的稳定安全系数[n st ]=2,试问此托架是否安全(20分)

东 北 电 力 学 院 考 试 试 卷

课程名称:材料力学 专业:工管 年级:2003级 学期:04-05学年 第二学期

一、选择题(每小题2分,共计10分。) 1、应力和内力有何不同。( d )

a 、应力等于内力。

b 、应力等于内力的代数和。

c 、应力是矢量。

d 、应力是内力的集度。

Q

Q

解:①求临界荷载 mm 104

40

4i

====

d A I p s 8010

800

1λλλμλ<<=?=

=i l

属中柔度杆

a Cr MP 8.20814.180300=?-=-=

b a λσ

kN 3.2624

1040108.208A P 6

26

Cr Cr =??

?==-πσ

求托架临界的荷载

(

)

∑=0

F m c ρ

9.06.08

.06.08.0P Cr 2

2

Cr =?-?-?Q

kN 5.173Cr =Q

②时70kN Q

=校核AB 杆是否稳定

[]st Cr n 65.170

173.5

Q Q n 〈工作工作===

AB 杆不安全

2、实心圆轴受扭,当其直径增加一倍时,则最大剪应力是原来的( c ) a 、

2

1

倍。 b 、

4

1

倍。 c 、

8

1

倍。 d 、

16

1

倍。

3、关于剪力、弯矩的正负号与坐标的选择有无关系有以下四种说法,那种方法正确。( a )

a 、它们都与坐标系的选择无关。

b 、它们都与坐标系的选择有关。

c 、剪力正负号与坐标系的选择无关;而弯矩则有关。

d 、剪力正负号与坐标系的选择有关;而弯矩则无关。 4、弯曲正应力公式的应用条件是:( c )

a 、适用所有弯曲问题。

b 、纯弯曲、等截面直梁。

c 、平面弯曲、弹性范围。

d 、平面弯曲、剪应力为零。 5、在压杆稳定问题中,临届力什么时候可以用P cr =π2EI /(μl )2

计算。( d )

a 、很长的杆。

b 、很细的杆。

c 、弹性模量小的杆。

d 、柔度大于一定数值的杆。 二、简答题(每题4分,共计8分) 1、切应力τ正应力σ分别表示什么

答:切应力τ表示沿截面的内力集度(或单位面积上的内力),正应力表示垂直于截面的内力集度(或单位面积上的内力)。

2、试叙述求解静不定梁的变形比较法。

答:选取适当的基本静定梁;利用相应的变形协调条件和物理关系建立补充方程;然后与平衡方程联立解出所有的支座反力。这种解静不定梁的方法,称变形比较法。

三、两钢杆如图所示,已知截面积A 1=1cm 2

, A 2=2cm 2

;材料的弹性模量E=210GPa,线膨胀系数α=×10-6

1/o

C 。当温度升40o

C

时,试求两杆内的最大应力。(18分)

解:①首先研究变截面杆件

∑=,0X 1B1A1B1A1

N R R 0R R

===-

1N T

l l ?=?;

1

1211

.02.021EA N EA N l Tl l N T

+=

?=?=?α

N N 175001

= MPa A N MAX 175********

6

111=?==

-σ ②再研究等截面杆件 列平衡方程:

∑=,0X 2B2A2B2A2

N R R 0R R

===-

列变形几何条件:2N T

l l ?=?;

四、图示传动轴,偶矩m A =·m ,m B =·m ,m C =·m ,许用应力[τ]=70Mpa,许用单位长度扭转角[θ]=1o

/m,剪切模量G

=80Gpa 。确定该轴的直径。(16分)

五、绘制图示静定梁的弯矩图和剪力图。(12分)

m A

m C

m B T

·m

解:① 绘制扭矩图,求最大扭矩

m 4.21kN T max ?=

③设计直径 强度条件:

[]67mm m 1069.610

702.010

21.42.0T d 2-36

3

3max

=?=???=≥τ 刚度条件:

[]

74.5mm

0745m .01

14.310801801021.432G 180T 32d 4293

4

2max ==??????=?≥?πο

B

Me=2kN ·m

解:①求支反力

()

∑=0F m c ρ

01222-4F A =??+?

()

↓-=0.5kN F A

()

∑=0F m A ρ

052224F C =??-+?

六、由铸铁制造的外伸梁,受力和截面尺寸如图所示。其中z 为中性轴。已知铸铁的拉伸许用应力[σ]+

=40MPa, 压缩许

用应力[σ]-=60MPa 。,I z =×106mm 4

。试校核该粱的强度。(16分)

七、图示托架中的AB 杆,直径d=40mm ,长度l=800mm, 两端可视为铰支,材料为Q235钢,弹性模量E=200GPa ,λp =100,

λs =60, a=310MPa,b= Mpa 。(1)试求托架的临界载荷Q c ;(2)若已知工作载荷Q=70kN ,并要求AB 杆的稳定安全因

B

12kN F A F C Q M

4kN ·m

x

6kN ?m

解:①画弯矩图,求-

+max max M M ,

m kN ?=6,m kN M ?-=-

3max

+

m ax M 、-

m ax M ②校核强度

C 截面:

a

a 12

631C c 60MP 41.7MP 10107.6508

.0104Iz y M <=????==-σa a 12

622C t 40MP 9MP .2010

107.6508.0104Iz y M <=????==--σ E 截面:

a a 12

621C t 40MP 2MP .31.410107.6508

.0103Iz y M <=????==--σ

y 2=y 1=6kN

σ

t

M C

t

c σ

数[n st ]=2,试问此托架是否安全(16分)

东 北 电 力 学 院 考 试 试 卷

课程名称:材料力学 专业:机械 年级:2004级 学期:05-06学年 第一学期

一、选择题(每小题2分,共计10分。)

1、关于力和变形及位移有下述论述:正确答案是( C )

a 、有力一定有变形,有力不一定有位移;

b 、没有力就没有变形,因而也就没有位移;

c 、没有力也可以有变形和位移;

d 、没有变形和位移一定没有力。 2、实心圆轴受扭,当其直径增加一倍时,则最大剪应力是原来的( C ) a 、

2

1

倍; b 、

4

1

倍; c 、

8

1

倍; d 、

16

1

倍。

4、在利用积分计算梁位移时,积分常数主要反映了:( b )

a 、剪力对梁变形的影响;

b 、支承条件与连续条件对梁变形的影响;

c 、横截面形心沿梁轴方向的位移对梁变形的影响;

d 、对挠曲线微分方程误差的修正。

Q

解:①求临界荷载 mm 104

404i ====

d A I p s 8010

800

1λλλμλ<<=?=

=i l

属中柔度杆

a Cr MP 8.20814.180300=?-=-=

b a λσ

kN 3.2624

1040108.208A P 6

26

Cr Cr =??

?==-πσ

求托架临界的荷载

()

∑=0

F m c ρ

9.06.08

.06.08.0P Cr 22Cr =?-?-?Q

kN 5.173Cr =Q

②时70kN Q =校核AB 杆是否稳定 []st Cr n 65.170

173.5

Q Q n 〈工作工作===

AB 杆不安全

4、平面弯曲时,如何确定中性轴的位置,有以下说法,那种方法正确。(b)

a、横截面上正应力为零的点之连线即为中性轴;

b、梁横截面与中性层的交线即为中性轴;

c、过截面形心且与中性层的交线即为中性轴;

d、梁的对称面与中性层的交线即为中性轴。

5、在压杆稳定问题中,临界力什么时候可以用P cr=π2EI/(μl)2计算。( d )

a、很长的杆。

b、很细的杆。

c、弹性模量小的杆。

d、柔度大于一定数值的杆。

二、简答题(每题4分,共计8分)

1、切应力τ正应力σ分别表示什么

答:切应力τ表示沿截面的内力集度(或单位面积上的内力),正应力表示垂直于截面的内力集度(或单位面积上的内力)。

2、冬天自来水管因其中的水结冰而被涨裂,但冰为什么不会受水管的反作用而被压碎呢

答:冰在水管内处于三向压缩应力状态,虽然属于脆性材料,但会表现出较大的塑性。所以不会被压碎。

三、两钢杆如图所示,已知截面积A1=1cm2, A2=2cm2;材料的弹性模量E=210GPa,线膨胀系数α=×10-61/o C。当温度升40o C

时,试求两杆内的最大应力。(18分)

解:①首先研究变截面杆件

∑=,0

X

1

B1

A1

B1

A1

N

R

R

R

R=

=

=

-

1

N

T

l

l?

=

?;

1

1

2

1

1.0

2.0

2

1EA

N

EA

N

l

Tl

l

N

T

+

=

?

=

?

=

N

N17500

1

=MPa

A

N

MAX

175

10

1

17500

6

1

1

1

=

?

=

=

-

σ

②再研究等截面杆件

列平衡方程:∑=,0

X

2

B2

A2

B2

A2

N

R

R

R

R=

=

=

-

列变形几何条件:

2

N

T

l

l?

=

?;

列物理条件:,

1

2

2EA

l

N

l

Tl

l

N

T

=

?

=

?

=

1

2

TEA

N?

MPa

TE

A

N

MAX

105

1

2

2

=

?

=

σ

四、传动轴的转速n=500r/min,主动轮输入功率P 1=368kW ,从动轮2、3分别输出功率P 2=147kW ,P 3=221kW 。已知[τ]=70MPa ,[θ]=1o/m ,G=80Gpa 。试设计轴的直径。(16分)

五、绘制图示静定梁的弯矩图和剪力图。(12分)

C

解:①求外力偶矩

m 4221N 500

221

9550n P 9550m m 2808N 5001479550n P 9550m m 7029N 5003689550n P 9550

m 332211?=?

==?=?==?=?== ②绘制扭矩图,求最大扭矩

m 4221N T max ?=

③设计直径

强度条件:[]

67mm m 10671.02.0T d 23

max

=?=≥

刚度条件:[]

74.5mm

m 1074.5G 180T 32d 24

2

max =?=?≥-?πο

25kN

30kN ·m

解:①求支反力

()

∑=0

F m B ρ

013012102R A =?+??-?

()

↓-=5kN R A

()

∑=0

F m A ρ

0330-12102R B =???-?

()

↑=55kN R B

②绘制剪力图和弯矩图

m

30kN M 30kN Q max max ?==

六、由铸铁制造的外伸梁,受力和截面尺寸如图所示。其中z 为中性轴。已知铸铁的拉伸许用应力[σ]+

=40MPa, 压缩许用应力[σ]-=60MPa 。,I z =×106

mm 4

。试校核该粱的强度。(16分)

七、图示托架中杆AB 的直径d=40mm ,长度L=800mm ,两端可视为铰支,材料为Q235钢。p λ=100,

s λ=60,a=300MPa,b=.σs =240MPa.(1)试求托架的临界载荷Q C ;(2)若已知工作载荷Q=70kN ,并要求

AB 杆的稳定安全系数[n st ]=2,试问此托架是否安全(20分)

12kN

Q

M

·m

σ

t

M C

t

c σ

+m ax M 、-

m ax M ()∑=0F m c ρ

m 75kN .3F A ?= ()

=0F m A ρ m 25kN .17F C ?=

②校核强度

C 截面:

a

a 12

621C c 60MP 1MP .4710

107.6508.0105.4Iz y M <=????==--a a 12

622C t

40MP 5MP .2310107.6504.0105.4Iz y M <=????==--σ

E 截面:

a a 12

621C t 40MP 2MP .3910

107.6508

.0103.75Iz y M <=????==--σ 解:①求临界荷载 mm 104

404i

====

d A I p s 8010

800

1λλλμλ<<=?=

=i l

属中柔度杆

a Cr MP 8.20814.180300=?-=-=

b a λσ

kN 3.2624

1040108.208A P 6

26

Cr Cr =??

?==-πσ

求托架临界的荷载

一、选择题(每小题2分,共计10分 )

1、应力公式A

N =

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 、杆件的截面圆形截面。 2、实心圆轴受扭,当其直径增加一倍时,则最大剪应力是原来的( c ) a 、

2

1

倍。 b 、

4

1

倍。 c 、

8

1

倍。 d 、

16

1

倍。

3、关于剪力、弯矩的正负号与坐标的选择有无关系有以下四种说法,那种方法正确。( b )

a 、它们都与坐标系的选择无关。

b 、它们都与坐标系的选择有关。

c 、剪力正负号与坐标系的选择无关;而弯矩则有关。

d 、剪力正负号与坐标系的选择有关;而弯矩则无关。

4、在利用积分计算梁位移时,积分常数主要反映了:( b )

a 、剪力对梁变形的影响。

b 、支承条件与连续条件对梁变形的影响。

c 、横截面形心沿梁轴方向的位移对梁变形的影响。

d 、对挠曲线微分方程误差的修正。 5、在压杆稳定问题中,临界力什么时候可以用P cr =π2

EI /(μl )2

计算。( d )

a 、很长的杆。

b 、很细的杆。

c 、弹性模量小的杆。

d 、柔度大于一定数值的杆。 二、简答题(每题4分,共计8分) 1、切应力τ正应力σ分别表示什么

答:切应力τ表示沿截面的内力集度(或单位面积上的内力),正应力表示垂直于截面的内力集度(或单位面积上的内力)。

2、直径d 和长度l 都相同,而材料不同的两根轴,在相同的扭矩作用下,它们的最大剪应力m ax τ是否相同扭转角φ是否相同为什么

答:轴扭转时最大剪应力p

W T =

τ,因为两根轴直径d 和长度l 都相同,所以p W 相同。因此,最大剪应力m ax τ相同。

三、钢制正方形框架,边长a=400mm,重G=500N,用麻绳套在框架外面起吊,如图所示。已知此麻绳在90N 的拉力作用下将被拉断,(1)如麻绳长,试校核其极限强度。(2)因为改变绳的起吊角α可使此绳不断,问绳的长度至少应为若干(18

分)

四、传动轴的转速n=500r/min,主动轮输入功率P 1=368kW ,从动轮2、3分别输出功率P 2=147kW ,P 3=221kW 。已知[τ]=70MPa ,

F T

T

解:(1)麻绳长,校核其极限强度 取A 为研究对象如图所示。

∑=0F y 02F G T =- 390N 7.416sin G

F T >==

α

麻绳强度不够。

(2)改变绳的起吊角α使此绳不断,求绳的长度

0.641sin 390N,sin G

F T

><=

αα

设AB 段长为AB L 461.0L 2.0L sin AB

2

2AB >-=α

B

解:①求外力偶矩

m

4221N 500221

9550n P 9550m m 2808N 5001479550n P 9550m m 7029N 500368

9550n P 9550

m 332211?=?==?=?==?=?== ②绘制扭矩图,求最大扭矩

m 4221N T max ?=

③设计直径

强度条件:[]

67mm m 10671.02.0T d 23

max

=?=≥

刚度条件:

m

10741074.0180T d 24

2max ?=?=?≥--ο

五、绘制图示静定梁的弯矩图和剪力图。(12分)

六、由铸铁制成的槽形截面梁,Iz = 40×106mm 4

,y 1=140mm ,y 2=60mm ,[σ] t =50Mpa ,[σ]

c =150Mpa 。试效核该梁

的强度。(20分)

4221kN ?m

T

B

Me=2kN ·m

C Q M

4kN ·m

解:①求支反力

()

∑=0F m c ρ

01222-4F A =??+?

()

↓-=0.5kN F A

()

∑=0F m A ρ

052224F C =??-+?

()

↑=4.5kN F A

②绘制剪力图和弯矩图

4kN

M 4kN

Q max max ==

x

七、图示托架,承受荷载Q =10kN ,其中的AB 杆,外径D=50mm ,内径d=40mm ,两端可视为铰支,材料为Q235钢,弹性

模量E=200GPa ,λp =100,λ

s =60, a=310MPa,b= Mpa 。若规定的稳定安全因数[n st ]=3,试问AB 杆是否稳定(16分)

B

M

t

M C

t

c

+m ax M 、-

m ax M

()

∑=0F m c ρ

m 75kN .3F A ?=

()

∑=0F m A ρ

m 25kN .17F C ?=

②校核强度

C 截面:

a

a 12

621C c 150MP 75MP .1510104014.0105.4Iz y M <=????==--σa a 12

622C t 50MP 75MP .610104006.0105.4Iz y M <=????==--σ

E 截面:

a a 12

621C t 50MP 1MP .1310

104014

.0103.75Iz y M <=????==--σ Q

解:①求临界荷载 16mm 4

40504d D i 2

22

2=+=+=

p s 2.7216

1154

λλλμλ<<==

il

属中柔度杆

a Cr 7MP .22714.12.72310

b a =?-=-=λσ

()

87kN

.160104

4050107.227A P 6226

Cr Cr =?-?

?==-πσ

②求AB 杆工作时的荷载

()

∑=0F m c ρ

05.1130six P =?-??Q ο工作 30=工作P

③校核AB 杆是否稳定

[]st Cr n 36.530

87

.160P P n 〉

工作工作

== AB 杆满足稳定条件

(1)由截面法可得,由左向右3段杆轴力依次为P 、2P 、-P ,轴力图略。 (2)A N

=

σ,][22max max σσ≤==a

P A N

(3)杆件变形为∑==2

2Ea

PL

EA NL L ? 二、

(1)杆件AC 段和杆件BC 段受同样底扭矩作用,AC 为实心杆,BC 为空心杆,故BC 杆是强度薄弱面。

][)

1(164

3max max τεπγτ≤-==

D m

I T p (2))

1(3244απφ?-==D G mL

GI TL p 三、

A 点弯矩为0,P 点弯矩为为,

B 点弯矩为0,

C 点弯矩为,各点之间线性分布。 AP 段剪力为,PC 段剪力为。两段杆件剪力分别为常数。 四、

由于结构对称,由竖向平衡条件得A 、C 支座反力均为。 B 点处弯矩最大为2PL

][max max σσ≤=z W M ,26

1

bh W z =,解得h=3b=207mm 五、

AB 杆受力变形,BC 杆不受力, 只发生刚体变形。 以A 点为原点建立坐标系,AB 段弯矩方程为: M (X )=m 0《x 《2a

积分两次,1C mx V EI +=',2125.0C x C mx V EI ++=''

材料力学期末试卷1(带答案)

学院 《材料力学》期末考试卷1答案 (考试时间:120分钟) 使用班级: 学生数: 任课教师: 考试类型 闭卷 一.填空题(22分) 1. 为保证工程结构或机械的正常工作,构件应满足三个要求,即 强度要求、 刚度要求 及 稳定性要求 。(每空1分,共3分) 2.材料力学中求内力的基本方法是 截面法 。(1分) 3.进行应力分析时,单元体上剪切应力等于零的面称为 主平面 ,其上正应力称为 主应力 。(每空1分,共2分) 4.第一到第四强度理论用文字叙述依次是最大拉应力理论、最大拉应变理论、最大剪应力理论和形状改变能理论。(每空1分,共4分) 5. 图示正方形边长为a ,圆孔直径为D ,若在该正方形中间位置挖去此圆孔,则剩下部分图形 的惯性矩y z I I =(2分) 6. 某材料的σε-曲线如图,则材料的 (1)屈服极限s σ=240MPa (2)强度极限b σ=400MPa (3)弹性模量E =20.4GPa (4)强度计算时,若取安全系数为2,那么塑性材料的许 用 应力 []σ=120MPa ,脆性材料的许用应力 []σ=200MPa 。 (每空2分,共10分) 二、选择题(每小题2分,共30分) ( C )1. 对于静不定问题,下列陈述中正确的是 。 A 未知力个数小于独立方程数; B 未知力个数等于独立方程数 ; C 未知力个数大于独立方程数。 ( B )2.求解温度应力和装配应力属于 。 A 静定问题; B 静不定问题; C 两者均不是。 ( B )3.圆轴受扭转变形时,最大剪应力发生在 。 A 圆轴心部; B 圆轴表面; C 心部和表面之间。 ( C )4. 在压杆稳定中,对于大柔度杆,为提高稳定性,下列办法中不能采用的是 。 A 选择合理的截面形状; B 改变压杆的约束条件; C 采用优质钢材。 ( C )5.弯曲内力中,剪力的一阶导数等于 。 A 弯矩; B 弯矩的平方; C 载荷集度 ( C )6.对构件既有强度要求,又有刚度要求时,设计构件尺寸需要 。 A 只需满足强度条件; B 只需满足刚度条件; C 需同时满足强度、刚度条件。 ( A )7.()21G E μ=+????适用于 A .各向同性材料 B. 各向异性材料 C. 各向同性材料和各向异性材料 D. 正交各向异性。 ( B )8.在连接件上,剪切面和挤压面分别 于外力方向 A.垂直、平行 B.平行、垂直 C.均平行 D.均垂直 ( C )9.下面两图中单元体的剪切应变分别等于 。虚线表示受力后的形状 A. 2γ,γ B. 2γ,0 C. 0,γ D. 0,2γ

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τ max 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σ b 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,采用单位面积所承受

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 '=。( )

材料力学期末考试试卷

第二章 拉 压 一、判断题 1.变截面杆AD 受集中力作用,如图3所示。用N AB 、N B c 、N CD 分别表示该杆AB 段、BC 段、CD 段的轴力的大小,则N AB >N B c>N CD 。(错 ) 2.如图所示的两杆的轴力图相同。( 对) 3. 杆件所受到轴力F N 愈大,横截面上的正应力σ愈大。(错) 4. 作用于杆件上的两个外力等值、反向、共线,则杆件受轴向拉伸或压缩。(错 ) 5. 由平面假设可知,受轴向拉压杆件,横截面上的应力是均匀分布的。( 对 ) 6. 极限应力、屈服强度和许用应力三者是不相等的。( 对 ) 7. 材料的拉压弹性模量E 愈大,杆的变形l Δ愈小。( 对 ) 8. 由εσE =可知,应力与应变成正比,所以应变愈大,应力愈大。( 错 ) 9. 进入屈服阶段以后,材料发生塑性变形。( 对 ) 10. 为保证构件能正常工作,应尽量提高构件的强度。( 错 ) 11. 对于没有明显屈服阶段的韧性材料,通常以产生%的塑性应变所对应的应力作为名义屈服强度,并记为2.0σ。( 对 ) 12. 轴向拉伸或压缩杆件的轴向线应变和横向线应变符号一定相反。( 对 ) 13. 若拉伸试件处于弹性阶段,则试件工作段的应力ε与应变σ必成正比关系。( 对 ) 14. 安全系数取得越大,经济性就越好,工程设计就越合理。( 错 ) 15. 轴向拉伸或压缩的杆件横截面上的应力一定正交于横截面。( 错 ) 16. 钢材经过冷作硬化处理后其弹性模量基本不变。( 对 ) 二、填空题 1.杆件受拉伸或压缩变形时的受力特点是:作用于杆件上的外力作用线和杆件的轴线 ; 杆件的变形是沿 方向的 或 。 2.轴力的正、负号规定为:杆受拉为 、杆受压为 。 3.应力是截面上 ,与截面垂直的应力称为 ,与截面相切的应力称为 。 4.作用于杆件上的外力 和杆的轴线重合,两个外力方向 为拉杆;两个外力 为压杆。 5.l Δ称为杆件的 , ε称为杆件的 ,对拉杆,l Δ,ε均为 值。对压杆,l Δ,ε均为 值。 6. 虎克定律表达式εσE =,表明了 与 之间的关系,它的应用条件是 。 7.杆件轴向拉伸或压缩时,其横截面上的正应力是 分布的。 8.一铸铁直杆受轴向压缩时,其斜截面上的应力是 分布的。 9.材料的塑性指标有 。

材料力学期末试卷

合肥铁路工程学校2017—2018学年度 第一学期《土木工程力学》期末试卷(开卷)班级:学号:姓名:成绩: 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、作为塑料材料的极限应力是() (A)比例极限(B)弹性极限(C)屈服极限(D)强度极限 3、低碳钢拉伸经过冷作硬化后,以下四种指标中那种得到提高:() (A)强度极限(B)比例极限(C)截面收缩率(D)延伸率 4、梁受力如图,在B截面处() (A)剪力图有突变,弯矩图有尖角 (B)剪力图有折角,弯矩图连续光滑 (C)剪力图有折角,弯矩图有尖角 (D)剪力图有突变,弯矩图连续光滑 5、中性轴是梁的( )的交线。 (A)纵向对称面与横截面;(B)横截面与中性层; (C)纵向对称面与中性层;(D)横截面与顶面或底面。 6、梁在集中力作用的截面处,它的内力图为() (A)剪力图有突变,弯矩图光滑连接;(B)弯矩图有突变,剪力图光滑连接; (C)剪力图有突变,弯矩图有转折;(D)弯矩图有突变,剪力图有转折。 7、梁在集中力偶作用的截面处,它的内力图为()。 (A)剪力图有突变,弯矩图无变化;(B)剪力图有突变,弯矩图有转折; (C)弯矩图有突变,剪力图有转折;(D)弯矩图有突变,剪力图无变化。 8、梁在某一段内作用有向下的分布力时,则该段内弯矩图是一条()。 (A)下凸抛物线;(B)上凸抛物线; (C)水平线;(D)斜直线。

()2、横截面形状和尺寸完全相同的木梁和钢梁,在相同的弯矩作用下,钢梁中的最大正应力大于木梁中的最大正应力。 ()3、一般情况下,挤压常伴随着剪切同时发生,但须指出,挤压应力与剪应力是有区别的,它并非构件内部单位面积上的内力。 ()4、绘制弯矩图时,正弯矩画在x轴的下方。 ()5、同一截面对于不同的坐标轴惯性矩是不同的,但它们的值恒为正值。 ()6、梁横截面上的剪力,在数值上等于作用在此截面任一侧(左侧或右侧)梁上所有外力的代数和。 ()7、从左向右检查所绘剪力图的正误时,可以看出,凡集中力作用处,剪力图发生突变,突变值的大小与方向和集中力相同,若集中力向上,则剪力图向上突变,突变值为集中力大小。 ()8、圆轴扭转时最大剪应力在最外圆周处,而弯曲梁最大剪应力发生在中性轴上。 ()9、挤压的实用计算,其挤压面的计算面积一定等于实际接触面积。 ()10、低碳钢在常温静载下拉伸,若应力不超过屈服极限,则正应力与线应变成正比,称这一关系为拉伸(或压缩)的胡克定律。 1、轴向拉伸与压缩时直杆横截面上的内力,称为。 2、应力变化不大,而应变显著增加的现象,称为。 3、材料力学中研究的杆件基本变形的形式有拉伸和压缩、、扭转和弯曲。 4、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,用符号σ表示,切于截面的分量称为,用符号τ表示。 5、挤压面是两构件的接触面,其方位是挤压力的。 6、以弯曲变形为主要变形的构件称为。 7、弯矩图的凹凸方向可由分布载荷的确定 8、梁弯曲时,其横截面的正应力按线性规律变化,中性轴上各点的正应力等于,而距中性轴越(填远或者近)的点正应力越大。 9、等截面梁内的最大正应力总是出现在最大所在的横截面上。 10、矩形截面梁横截面上的最大剪应力发生在上,其值是平均剪应力的1.5倍。

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。(√)

材料力学考试试卷A - 答案#(精选.)

上海电机学院 2012–2013学年第_2_学期 ()《材料力学》课程期末考试试卷 开课学院: 机械学院 考试时间 120 分钟 A 卷 计算器■ 草稿纸■ 答题卡□ 考试形式:开卷□/闭卷■ 考生姓名: 学号: 班级: 题序 一 二 三 四 五 六 七 八 总 分 得分 评卷人 一、选择题(共12分,每小题2分) 1. 偏心拉伸(压缩)实质上是 B 的组合变形。 A .两个平面弯曲; B .轴向拉伸(压缩)与平面弯曲; C .轴向拉伸(压缩)与剪切; D .平面弯曲与扭转。 2. 一铸铁梁,截面最大弯矩为负,其合理截面应为 C 。 A.工字形; B.“T ”字形; C.倒“T ”字形; D.“L ”形。 3. 材料不同的两根受扭圆轴,其直径和长度均相同,在扭矩相同的情况下,它们的最大剪应力之间和扭转角之间的关系有四种答案,正确的是 B 。 A. 21ττ=,21??= B. 21ττ=,21??≠ C. 21ττ≠,21??= D. 21ττ≠,21??≠ 4. 在图示受扭圆轴横截面上的切应力分布图中,正确的结果是 D 。

5. 图示矩形截面,Z 轴过形心C ,则该截面关于Z 、Z 1及Z 2轴的惯性矩关系为 B 。 A. 21Z Z Z I I I >> B. Z Z Z I I I >>12 C. 12Z Z Z I I I >> D. 21Z Z Z I I I >> 6.今有两种压杆,一为中长杆,另一为细长杆,在计算临界力时,如中长杆误用细长杆公式,而细长杆误用中长杆公式,其后果是 B 。 A. 两杆都安全 B.两杆都不安全 C.中长杆不安全,细长杆安全 D. 中长杆安全,细长杆不安全 二、判断题(共8分,每小题1分。对"√",错"×") 1. 在材料力学中,根据构件的主要属性,应将其抽象为变形固体。 ( √) 2. 工程上某些受力的构件,如钢筋、链条及钢绳等,常常是通过发生一定的塑性变形或通过加工 硬化来提高其承载能力的。( √) 3. 传递一定功率的传动轴的转速越高,其横截面上所受的扭矩也就越大。(×) 4. 直径相同的两根实心轴,横截面上所受的扭矩也相等,当两轴的材料不同时,其单位长度扭 转角也不同。( √) 5. 在梁某一段内的各个横截面上,若剪力均为零,则该段内的弯矩必为常量。( √) 6. 对跨度远大于截面高度的梁,其剪力对弯曲变形的影响是可以忽略的。( √) 7. 若压杆的柔度值越大,则表明压杆的稳定性就越高。(×) 8. 在梁的弯矩为最大的截面处,梁的挠度一定是最大的。(×) 三、简答题(共20分,每小题5分) 1. 对于均匀材料,什么情况下用T 形截面梁是合理的?为什么? 答:当材料的抗拉强度和抗压强度不相等时,如铸铁,采用T 形截面梁可使梁的最大拉应力和最大压应力同时接近许用应力,节约材料。

材料力学期末试卷答案解析

一、一、填空题(每小题5分,共10分) 1、如图,若弹簧在Q作用下的静位移st20 = ? 冲击时的最大动位移 mm d 60 = ? 为:3Q。 2、在其它条件相同的情况下,用内直径为d 实心轴,若要使轴的刚度不变 的外径D。 二、二、选择题(每小题5分,共10分) 1、 置有四种答案: (A)截面形心;(B)竖边中点A (C)横边中点B;(D)横截面的角点 正确答案是:C 2、 足的条件有四种答案: (A) ; z y I I=(A); z y I I>(A); z y I I<(A) y z λ λ= 。正确答案是: D 三、 1、(15 P=20KN, []σ 解:AB M n = AB max M= 危险点在A

2、图示矩形截面钢梁,A 端是固定铰支座,B 端为弹簧支承。在该梁的中点C 处受到的重 解:(1)求st δ、max st σ。 将重力P 按静载方式沿铅垂方向加在梁中心C 处,点C 的挠度为st δ、静应力为max st σ, 惯性矩 ) (12016.004.0124 33m bh I ?== 由挠度公式 ) 2(21483K P EI Pl st +=δ得, 8 3339 3 10365.112 )10(104010210488.040---???????= st δ mm m 1001.01032.25240213==???+ mm m 1001.0== 根据弯曲应力公式 z st W M =max σ得,其中4Pl M =, 62bh W z = 代入max st σ得, MPa bh Pl st 124 01.004.06 8.0406 42 2max =????== σ (2)动荷因数K d 12160 211211=?+ +=+ +=K st d h δ (3)梁内最大冲击应力 M P a st d d 1441212max =?=K =σσ 3、(10分)图中的1、2杆材料相同,均为园截面压杆,若使两杆在大柔度时的临界应力相等,试求两杆的直径之比d 1/d 2,以及临界力之比21)/()(cr cr P P 。并指出哪根杆的稳定性较好。 解:由 2 22212λπλπσE E cr == 即: 22 221111i l i l μλμλ===;

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。

《材料力学》考试试卷A、B卷及答案

交通学院期末考试试卷 一、填空题(总分20分,每题2分) 1、杆件在外力作用下,其内部各部分间产生的,称为内力。 2、杆件在轴向拉压时强度条件的表达式是。 3、低碳钢拉伸时,其应力与应变曲线的四个特征阶段为阶段,阶段, 阶段,阶段。 4、线应变指的是的改变,而切应变指的是的改变。 5.梁截面上弯矩正负号规定,当截面上的弯矩使其所在的微段梁凹向下时为。 6.梁必须满足强度和刚度条件。在建筑中,起控制做用的一般是条件。 7、第一和第二强度理论适用于材料,第三和第四强度理论适用于材料。 8、求解组合变形的基本方法是。 9、力作用于杆端方式的不同,只会使与杆端距离在较小的范围内受到影响,该原理被称为 页脚内容1

。 10、欧拉公式是用来计算拉(压)杆的,它只适用于杆。 二、单项选择(总分20分,每题2分) 1、用截面法可求出图示轴向拉压杆a-a截面的内力 12 N P P =-,下面说法正确的是() A. N其实是应力 B. N是拉力 C. N是压力 D. N的作用线与杆件轴线重合 2、构件的强度是指( ) 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原有平衡态的能力 C. 在外力作用下构件抵抗破坏的能力 D. 在外力作用下构件保持原有平稳态的能力 3、现有钢、铸铁两种杆材,其直径相同。从承载能力与经济效益两个方面考虑,图示结构中两种合理选择方案是( ) A. 1杆为钢,2杆为铸铁 B. 1杆为铸铁,2杆为钢 C. 2杆均为钢 D. 2杆均为铸铁 页脚内容2

页脚内容3 4、从拉压杆轴向伸长(缩短)量的计算公式EA Nl l = ?可以看出,E 和A 值越大,l ?越小,故( )。 A. E 为杆的抗拉(压)刚度。 B. 乘积EA 表示材料抵抗拉伸(压缩)变形的能力。 C. 乘积EA 为杆的抗拉(压)刚度 D. 以上说法都不正确。 5、空心圆轴的外径为D ,内径为d ,α=d /D 。其抗扭截面系数为( )。 A )1(16 3 απ-=D W P B )1(16 23 απ-=D W P C )1(16 3 3 απ-= D W P D )1(16 43 απ-= D W P 6、在没有荷载作用的一段梁上,( ) A. 剪力图为一水平直线 B.剪力图为一斜直线 C .没有内力 D.内力不确定 7、在平行移轴公式21Z Z I I a A =+中,其中Z 轴和轴1Z 轴互相平行,则( )。 A. Z 轴通过形心 B. 1Z 轴通过形心 C . 都不一定要通过形心 D. a 是Z 轴与1Z 轴之间的距离。所以a>0 8、梁弯曲时,梁的中性层( )。 F

材料力学期末试卷

一、结构如图所示,AC杆为圆截面钢杆,其直径d =25mm,] [σ= 120MPa,F = 10kN, 试校核AC杆的强度。(14分) 二、作图示梁的剪力图和弯矩图。(14分) 三、已知梁的荷载及截面尺寸如图所示。许用应力] [σ= 80MPa。试按正应力强度条件校核梁的强度。 (14分) 四、求图示单元体的主应力,并用第三强度理论校核其强度。已知] [σ=150MPa。(15分) 五、图示圆截面杆,直径为d,尺寸与载荷如图所示。若该梁的许用应力] [σ=160Mpa,试用第四强度理论设计截面直径d。(14分)

六、外伸梁如图所示。若q 、a 、EI 为已知,求B 截面挠度。(15分) 七、两端固定的实心圆截面杆承受轴向压力。直径d = 30mm ,杆长l = 950mm ,求该压杆的临界载荷cr F 。弹性模量E = 210Gpa ,材料的s λ= 41.6,P λ = 123。(a =310MPa ,b =1.2MPa )(14分) 一、已知实心圆轴直径d = 40mm , 轴所传递的功率为30kW ,轴的转速n =1400r /min ,材料的许用切应力][τ= 40MPa ,切变模量G=80GPa ,许用扭转角]'[?=2m /? 。试校核该轴的强度和刚度。(14分) 二、作图示梁的剪力图和弯矩图。(14分) 三、单元体如图所示。试求⑴主应力数值;⑵最大切应力。(14分) 四、结构如图所示。F = 20kN ,横梁AC 采用No.22a 工字钢,其截面面积2 cm 128.42=A ,对中性轴的抗弯截面系数3 cm 309=W ,材料的许用应力][σ=160Mpa ,试校核该横梁强度。(14分)

材料成型基础复习考试题

复习题 一、填空题 1.材料力学性能的主要指标有、、、、疲劳强度等 2.在静载荷作用下,设计在工作中不允许产生明显塑性变形的零件时,应使其承受的最大应力小于,若使零件在工作中不产生断裂,应使其承受的最大应力小于。 3.ReL(σs)表示,(σ)表示,其数值越大,材料抵抗能力越强。 4.材料常用的塑性指标有和两种。其中用表示塑性更接近材料的真实变形。 5.当材料中存在裂纹时,在外力的作用下,裂纹尖端附近会形成一个应力场,用来表述该应力场的强度。构件脆断时所对应的应力强度因子称为,当K I >K I c 时,材料发生。 6.金属晶格的基本类型有、、三种。 7.亚共析钢的室温组织是铁素体+珠光体(F+P),随着碳的质量分数的增加,珠光体的比例越来越,强度和硬度越来越,塑性和韧性越来越。 8.金属要完成自发结晶的必要条件是,冷却速度越大,越大,晶粒越,综合力学性能越。 9.合金相图表示的是合金的____ 、、和之间的关系。 11.影响再结晶后晶粒大小的因素有、、、。12.热加工的特点是;冷加工的特点是。 13.马氏体是的固溶体,其转变温度范围(共析刚)为。 14.退火的冷却方式是,常用的退火方法有、、、、和。 15.正火的冷却方式是,正火的主要目的是、、。 16.调质处理是指加的热处理工艺,钢件经调质处理后,可以获得良好的性能。 17.W18Cr4V钢是钢,其平均碳含量(Wc)为:%。最终热处理工艺是,三次高温回火的目的是。

18.ZL102是合金,其基本元素为、主加元素为。19.滑动轴承合金的组织特征是或者。 20.对于热处理可强化的铝合金,其热处理方法为。 21.铸造可分为和两大类;铸造具有和成本低廉等优点,但铸件的组织,力学性能;因此,铸造常用于制造形状或在应力下工作的零件或毛坯。 22.金属液的流动性,收缩率,则铸造性能好;若金属的流动性差,铸件易出现等的铸造缺陷;若收缩率大,则易出现的铸造缺陷。 23.常用铸造合金中,灰铸铁的铸造性能,而铸钢的铸造性能。 24.铸型的型腔用于形成铸件的外形,而主要形成铸件的内腔和孔。25.一般铸件浇注时,其上部质量较,而下部的质量较,因此在确定浇注位置时,应尽量将铸件的朝下、朝上。 26.冒口的主要作用是,一般冒口厘设置在铸件的部位。 27.设计铸件时,铸件的壁厚应尽量,并且壁厚不宜太厚或太薄;若壁厚太小,则铸件易出现的缺陷;若壁厚太大,则铸件的。 28.衡量金属可锻性的两个主要指标是塑性与变形抗力、 塑性愈高,变形抗力愈小,金属的可锻性就愈好。 29.随着金属冷变形程度的增加,材料的强度和硬度,塑性和韧性 ,使金属的可锻性。 30.自由锻零件应尽量避免、、等结构。 31.弯曲件的弯曲半径应大于,以免弯裂。 32.冲压材料应具有良好的。 33.细晶粒组织的可锻性粗晶粒组织。 34.非合金钢中碳的质量分数愈低,可锻性就愈。 35.焊接方法按焊接过程的特点分、、三大类。 36.影响焊接电流的主要因素是焊条直径和焊缝位置。焊接时,应在保证焊接质量的前提下,尽量选用大的电流,以提高生产率。 37.电焊机分为和两大类。 38.焊缝的空间位置有、、、。39.焊接接头的基本形式有、、、。40.气体保护焊根据保护气体的不同,分为焊和焊等。41.点焊的主要焊接参数是、和。压力过大、电流过小,焊点强度;压力过小、电流过大,易、。 二、判断题 ( - )1.机器中的零件在工作时,材料强度高的不会变形,材料强度低的一定会产生变形。( - )2.硬度值相同的在同一环境中工作的同一种材料制作的轴,工作寿命是相同的。( - )3.所有的金属材料均有明显的屈服现象。 ( - )4.选择冲击吸收功高的材料制作零构件可保证工作中不发生脆断。

工程材料力学性能课后习题答案

《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、什么是包申格效应,如何解释,它有什么实际意义? 答案:包申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。

材料力学期末试卷

[σ= 120MPa,F= 10kN, 试 一、结构如图所示,AC杆为圆截面钢杆,其直径d=25mm,] 校核AC杆的强度。(14分) 二、作图示梁的剪力图和弯矩图。(14分) [σ=80MPa。试按正应力强度条件校 三、已知梁的荷载及截面尺寸如图所示。许用应力] 核梁的强度。 (14分) [σ=150MPa。(15分)四、求图示单元体的主应力,并用第三强度理论校核其强度。已知] [σ=160Mpa,五、图示圆截面杆,直径为d,尺寸与载荷如图所示。若该梁的许用应力] 试用第四强度理论设计截面直径d。(14分)

六、外伸梁如图所示。若q 、a 、EI 为已知,求B 截面挠度。(15分) 七、两端固定的实心圆截面杆承受轴向压力。直径d =30mm ,杆长l =950mm ,求该压杆的临界载荷cr F 。弹性模量E =210Gpa ,材料的s λ=41.6,P λ =123。(a =310MPa ,b =1.2MPa )(14分) 一、已知实心圆轴直径d =40mm ,轴所传递的功率为30kW ,轴的转速n =1400r /min ,材料的许用切应力][τ=40MPa ,切变模量G=80GPa ,许用扭转角]'[?=2m /? 。试校核该轴的强度和刚度。(14分) 二、作图示梁的剪力图和弯矩图。(14分) 三、单元体如图所示。试求⑴主应力数值;⑵最大切应力。(14分) 四、结构如图所示。F = 20kN ,横梁AC 采用No.22a 工字钢,其截面面积2 cm 128.42=A ,对中性轴的抗弯截面系数3 cm 309=W ,材料的许用应力][σ=160Mpa ,试校核该横梁强度。(14分)

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 。

材料力学试题及答案)

2010—2011材料力学试题及答案A 一、单选题(每小题2分,共10小题,20分) 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( )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、内力和应力的关系是( ) 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 3、根据圆轴扭转时的平面假设,可以认为圆轴扭转时横截面( )。 A 、形状尺寸不变,直径线仍为直线。 B 、形状尺寸改变,直径线仍为直线。 C 、形状尺寸不变,直径线不保持直线。 D 、形状尺寸改变,直径线不保持直线。 4、建立平面弯曲正应力公式z I My =σ,需要考虑的关系有( )。 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; 5、利用积分法求梁的变形,不需要用到下面那类条件( )来确定积分常数。 A 、平衡条件。 B 、边界条件。 C 、连续性条件。 D 、光滑性条件。 6、图示交变应力的循环特征r 、平均应力m σ、应力幅度a σ分别为( )。 A -10、20、10; B 30、10、20; C 31- 、20、10; D 31-、10、20 。

7、一点的应力状态如下图所示,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 8、对于突加载的情形,系统的动荷系数为()。 A、2 B、3 C、4 D、5 9、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 与压杆材料无关; D 与压杆的柔度大小无关。 10、利用图乘法计算弹性梁或者刚架的位移,要求结构满足三个条件。以下那个条件不是必须的() A、EI为常量 B、结构轴线必须为直线。 C、M图必须是直线。 D、M和M至少有一个是直线。 二、按要求作图(共12分) 1、做梁的剪力、弯矩图(10分)

材料力学期末试卷4(带答案)

σ 三明学院 《材料力学》期末考试卷4答案 (考试时间:120分钟) 使用班级: 学生数: 任课教师: 考试类型 闭卷 一、填空(每题2分,共20分) 1.为保证工程结构或机械的正常工作,构件应满足三个要求,即 强度要求,刚度要求及 稳定性要求 。 3.为了求解静不定问题,必须研究构件的变形 ,从而寻找出 补充方程 。 5.矩形截面梁的弯曲剪力为FS ,横截面积为A ,则梁上的最大切应力为A F S 23。 6.用主应力表示的广义胡克定律是[]E )(3211σσμσε+-=,[]E )(1322σσμσε+-=,[]E )(2133σσμσε+-=。 8.挠曲线的近似微分方程是 EI M dx w d =2 2 。 10.圆轴扭转时的强度条件为[]ττ≤=t W T max max ,刚度条件为 []??'≤='p T max max 。 11.梁轴线弯曲变形后的曲率与弯矩成 正比 ,与抗弯刚度成 反比 。 12.莫尔强度理论的强度条件为 [][]31}{σσσσc t - 。 15. 弹性系数E 、G 、μ之间的关系为 2(1)G E μ=+ 。 16. 轴向拉压变形中,横向应变与轴向应变的关系是 εμε'=- 。 二、单项选择题(每小题2分,共20分) 1. 对于静不定问题,下列陈述中正确的是( C )。 A .未知力个数小于独立方程数; B .未知力个数等于独立方程数 ; C .未知力个数大于独立方程数。 D .未知力个数大于也可以等于独立方程数 2.求解温度应力和装配应力属于( B )。 A .静定问题; B .静不定问题; C .要根据具体情况而定; D .以上均不是。 3.圆轴受扭转变形时,最大剪应力发生在( B )。 A .圆轴心部; B .圆轴表面; C .心部和表面之间。 D .以上答案均不对 4.在计算螺栓的挤压应力时,在公式 bs bs bs A F = σ中,bs A 是( B ) A .半圆柱面的面积; B .过直径的纵截面的面积; C .圆柱面的面积; D .以上答案都不对 5.空心圆轴外径为D ,内径为d ,在计算最大剪应力时需要确定抗扭截面系数t W ,以下正确的是( C )。 A. 16 3 D π B. 16 3 d π C. () 33 16d D D -π D. () 33 16 d D -π 6.变截面杆如右图,设F1、F2、F3分别表示杆件中截面1-1、2-2、3-3上内力,则下列结论中 哪些是正确的( C )。 A .F1 ≠ F2 ,F2 ≠ F3 B .F1 = F2 ,F2 > F3 C .F1 = F2 ,F2 = F3 D .F1 = F2 ,F2 < F3 7.如图所示的单元体,第三强度的相当应力公式是( D )。 A .2233τσσ+=r ; B .2 23τσσ+=r ; C . 2232τσσ+=r ; D .2 234τσσ+=r 。 8.弯曲内力中,剪力的一阶导数等于( C ) 。 A .弯矩; B .弯矩的平方; C .载荷集度 D .载荷集度的平方 9.如右图一方形横截面的压杆,在其上钻一横向小孔,则该杆与原来相比( C ) 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 10.悬臂梁受截情况如图示,设A M 及C M 分别表示梁上A 截面和C 截面上的弯矩,则下面结 论中正确的是( A )。 A. C A M M > B. C A M M <

材料力学性能习题及解答库

第一章习题答案 一、解释下列名词 1、弹性比功:又称为弹性比能、应变比能,表示金属材料吸收弹性变形功的能力。 2、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。 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,称为金属的循环韧性。 4、包申格效应:先加载致少量塑变,卸载,然后在再次加载时,出现ζ e 升高或降低的现 象。 5、解理刻面:大致以晶粒大小为单位的解理面称为解理刻面。 6、塑性、脆性和韧性:塑性是指材料在断裂前发生不可逆永久(塑性)变形的能力。韧性:指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 7、解理台阶:高度不同的相互平行的解理平面之间出现的台阶叫解理台阶; 8、河流花样:当一些小的台阶汇聚为在的台阶时,其表现为河流状花样。 9、解理面:晶体在外力作用下严格沿着一定晶体学平面破裂,这些平面称为解理面。 10、穿晶断裂和沿晶断裂:沿晶断裂:裂纹沿晶界扩展,一定是脆断,且较为严重,为最低级。穿晶断裂裂纹穿过晶内,可以是韧性断裂,也可能是脆性断裂。 11、韧脆转变:指金属材料的脆性和韧性是金属材料在不同条件下表现的力学行为或力学状态,在一定条件下,它们是可以互相转化的,这样的转化称为韧脆转变。 二、说明下列力学指标的意义 1、E(G): E(G)分别为拉伸杨氏模量和切变模量,统称为弹性模量,表示产生100%弹性变形所需的应力。 2、Z r 、Z 0.2、Z s: Z r :表示规定残余伸长应力,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。ζ 0.2:表示规定残余伸长率为0.2%时的应力。 Z S:表征材料的屈服点。 3、Z b韧性金属试样在拉断过程中最大试验力所对应的应力称为抗拉强度。 4、n:应变硬化指数,它反映了金属材料抵抗继续塑性变形的能力,是表征金属材料应变硬 化行为的性能指标。 5、3、δ gt、ψ : δ是断后伸长率,它表征试样拉断后标距的伸长与原始标距的百分比。 Δgt 是最大试验力的总伸长率,指试样拉伸至最大试验力时标距的总伸长与原始标距的百

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