2002北工大材力试题
材料力学单元练习（全）@北工大
扭转检测题测试卷一45分钟完成测1.1 一受扭圆棒如图所示其m-m截面上的扭矩等于_______。
A. MMMTmm2?? B. 0MMTmm C. MMMTmm2 D. MMMTmm2。
测1.2 低碳钢试件扭转破坏是_______。
A. 沿横截面拉断B. 沿45°螺旋面拉断C. 沿横截面剪断D. 沿45°螺旋面剪断。
测1.3 根据_____可得出结论矩形截面杆受扭时横截面上边缘各点的切应力必平行于截面周边角点处切应力为零。
A. 平面假设B. 切应力互等定理C. 各向同性假设D. 剪切胡克定律。
测1.4 图示传动轴主动轮B输入功率P2368 kW从动轮A、C输出功率分别为P1147 kWP3221 kW轴的转速n500 r/min材料的G 80 GPa许用切应力η 70 MPa许用单位长度扭转角m/0.1°θ。
1画出轴的扭矩图2 设计轴的直径。
测1.5 长度相等的两根受扭圆轴一为空心圆轴一为实心圆轴它们的材料相同受力情测1.4图BACP1P2P3m测1.1图MMm2M况也一样。
实心轴直径为d空心轴外径为D内径为d0且8.00Dd。
试求当空心轴与实心轴具有相等强度时它们的刚度比。
测试卷二45分钟完成测2.1 从受扭圆轴内截取图中虚线所示形状的一部分该部分_______上无切应力。
A. 横截面1 B. 纵截面2 C. 纵截面3 D.圆柱面4。
测2.2 设钢、铝两根等直圆轴具有相等的最大扭矩和最大单位长度扭转角则钢、铝轴的最大切应力stη和alη的大小关系是________。
A.alstηηltB. alstηηC. alstηηgtD.不确定。
测2.3 空心钢轴的外径D100 mm内径d50 mm若要求轴在2 m内的最大扭转角不超过1.5°问它所能?惺艿淖畲笈ぞ厥嵌嗌俨⑶蟠耸敝崮诘淖畲笄杏αΑ?测2.4 图示空心圆轴外径D100 mm内径d80 mml500 mm 外力偶M16 kN·mM24 kN·m材料的G 80 GPa试求1 轴的最大切应力2 C截面对A截面、B截面的相对扭转角。
《大学材料力学》题库及答案
一．是非题：（正确的在括号中打“√”、错误的打“×”） （60小题） 1．材料力学研究的主要问题是微小弹性变形问题，因此在研究构件的平衡与运动时，可不计构件的变形。
( √ )2．构件的强度、刚度、稳定性与其所用材料的力学性质有关，而材料的力学性质又是通过试验测定的。
( √ ) 3．在载荷作用下，构件截面上某点处分布内力的集度，称为该点的应力。
(√ ) 4．在载荷作用下，构件所发生的形状和尺寸改变，均称为变形。
( √ ) 5．截面上某点处的总应力p 可分解为垂直于该截面的正应力σ和与该截面相切的剪应力τ，它们的单位相同。
( √ )6．线应变ε和剪应变γ都是度量构件内一点处变形程度的两个基本量，它们都是无量纲的量。
( √ )7．材料力学性质是指材料在外力作用下在强度方面表现出来的性能。
( ) 8．在强度计算中，塑性材料的极限应力是指比例极限p σ，而脆性材料的极限应力是指强度极限b σ。
( )9．低碳钢在常温静载下拉伸，若应力不超过屈服极限s σ，则正应力σ与线应变ε成正比，称这一关系为拉伸（或压缩）的虎克定律。
( )10．当应力不超过比例极限时，直杆的轴向变形与其轴力、杆的原长成正比，而与横截面面积成反比。
( √ )11．铸铁试件压缩时破坏断面与轴线大致成450，这是由压应力引起的缘故。
( ) 12．低碳钢拉伸时，当进入屈服阶段时，试件表面上出现与轴线成45o 的滑移线，这是由最大剪应力max τ引起的，但拉断时截面仍为横截面，这是由最大拉应力max σ引起的。
( √ )13．杆件在拉伸或压缩时，任意截面上的剪应力均为零。
( ) 14．EA 称为材料的截面抗拉（或抗压）刚度。
( √ ) 15．解决超静定问题的关键是建立补充方程，而要建立的补充方程就必须研究构件的变形几何关系，称这种关系为变形协调关系。
( √ ) 16．因截面的骤然改变而使最小横截面上的应力有局部陡增的现象，称为应力集中。
材料2002级《材料力学性能》考试答案
材料2002级《材料力学性能》试卷A答案：一、名词解释：解理断裂：指材料断裂时裂纹沿某特定的晶体学平面扩展而产生的脆性穿晶断裂方式。
冷脆转变：指金属材料在低于某温度后韧性大幅度下降的现象。
磨粒磨损：两摩擦副一方有硬凸起或接触面间夹有硬的质点，并在因相对运动在另一摩擦面上产生切削划痕并导致其物质丢失的现象。
应力腐蚀：金属材料在拉应力及特定的化学介质的共同作用下，产生的早期的、低寿命的、低应力脆性疲劳断裂。
高温蠕变：金属材料在高温和持久载荷的共同作用下，所产生的随时间的增加而增加的塑性变形。
二、一直径为10mm，标距长为50mm的拉伸试样，在拉力P=30kN时，测得其标距伸长为52.872mm。
求材料的弹性模量，和试样此时的条件应力、条件应变及真应力、真应变。
该试样曾在拉力达到35.76kN时，开始发生明显的塑性变形；在拉力达到63.36kN后试样断裂，测得断后的拉伸试样的标距为58.4mm，最小处截面直径为7.16mm；求其屈服极限σs、断裂极限σb、延伸率和断面收缩率。
解：d0 = 10.0mm, F0 =πd02/4 = 78.54 mm2L0 = 50mm, L1 = 52.872mmL k = 58.4mm,d k = 7.16mm, F k =πd K2/4 = 40.26 mm2由：F1×L1=F0×L0=>F1= F0×L0/L1=78.54×50/52.872=74.27 (mm2)条件应力：σ= P/F0 = 30kN/78.54mm2 = 381.97MPa真实应力：S=P/F1 = 30kN/74.27mm2 = 403.93Mpa相对伸长：ε= (L1-L0)/ L0=(52.872-50)/50= 0.0574 = 5.74%相对收缩：ψ=(F0 -F1)/F0=(78.54-74.27)/78.54= 0.0544=5.44%真实应变：e =ln(L1 /L0)=ln(52.872/50)=0.0559=5.59%= -ψe弹性模量：σ= Eε=> E =σ/ε=381.97MPa/5.74%=6.83×103MPa屈服极限：σS =35.76kN/78.54 mm2 = 455.3MPa断裂极限：σb = 63.36kN/78.54 mm2 = 806.7Mpa延伸率：δ= (L K-L0)/ L0= (58.4-50)/50 = 0.168= 16.8%断面收缩率:ψk=(F0-F k)/F0=(78.54-40.26)/78.54=0.487= 48.7%三、一大型板件中心有一宽度为7.8mm的穿透裂纹，其材料的σS=1060MPa，K IC=114MPa.m1/2；板件受920Mpa的单向工作应力，问：(1) 该裂纹尖端的塑性屈服区尺寸(2) 该裂纹尖端的应力场强度因子的大小(3) 该板件是否能安全工作(4) 在该应力下工作该板所允许的最大裂纹尺寸(5) 该板带有此裂纹安全工作所能承受的最大应力解：a = 0.0078m/2=0.0039mK I =Y σ√(a + r y) Y=√πr y= Ro/2= K I2/4√2πσS2联立求解得：K I =Yσ√a/√(1- Y2σ2/4√2πσS2)=√π×920×106×√0.0039/√(1-π×9202×/4√2π×10602)=109.38MPa.m1/2该裂纹尖端的应力场强度因子：K I=109.38 MPa.m1/2该裂纹尖端的塑性屈服区尺寸Ro：Ro=2r y=K I2/2√2πσS2=109.382/2√2π×10602=0.0012m=1.2mm r y =0.60mm=0.0006m因K I=109.38MPa.m1/2 < K IC=114MPa.m1/2故该板件能安全工作；在该工作条件下，板件中所允许的最大裂纹尺寸a C：K I =Yσ√(a + r y)=> K IC =Y σ√(a C + r y)=> a C = K IC2/ Y2σ2 - r y a C = 1142/(π×9202) - 0.00060 = 0.00428 m=4.29mm板件中所允许的最大裂纹尺寸为：2×4.29 mm=8.58mmK I =Y σ√(a + r y)=> K IC =Y σC√(a + r y) =>σC= K IC/ Y√(a + r y) σC= 114/√π√(0.0039 + 0.0006)=958.8 MPa板带有此裂纹安全工作所能承受的最大应力为：958.8 MPa四、简述题：1．什么是低周疲劳？有何特点？定义：特指材料在较高的循环应力作用下导致的低寿命的疲劳破坏。
北工大半导体物理历年真题
历年真题 第一章1、Si 、GaAs 半导体材料的导带底、价带顶分别在k 空间什么位置？其晶体结构和解理面分别是什么？哪个是直接带隙，哪个是间接带隙？(2006)2、对于金刚石结构的硅Si 和闪锌矿结构的砷化镓GaAs ，在（111）晶面上，其原子面密度和面间距都是最大，为什么Si 的解理面是（111），而GaAs 不是？(2007)3、半导体材料的禁带宽度Eg 、N 型半导体杂质激活能△Ed 以及亲和势X 分别表示半导体电子的什么状态特性？（2009年简答题7分）4、与真空电子运动相比，半导体中电子的运动有何不同？（2009年简答题7分）（1-9题 63分，每小题7分(2010)）5、如图是一个半导体能带结构的E –k 关系； 1）哪个能带具有x 方向更小的有效质量？2）考虑两个电子分别位于两个能带中的十字线处， 哪个电子的速度更大些？6、写出硅(Si)和砷化镓(GaAs)的晶体结构、禁带宽度和解理面。
？（2011年简答题6分）第二章3、高阻的本征半导体材料和高阻的高度补偿的半导体材料的区别是什么？(2006)• 1 深能级杂质和浅能级杂质概念（西交大）• 1以硅为例，举例说明掺入浅能级和深能级杂质的目的和作用？（西电）• 2.什么是浅能级杂质？什么是深能级杂质？列举出半导体硅中各一种杂质元素的例子。
半导体中掺入这些杂质分别起什么作用 ? (2011)第三章• 11、定性画出N 型半导体样品，载流子浓度n 随温度变化的曲线（全温区），讨论各段的物理意义，并标出本征激发随温度的曲线。
设该样品的掺杂浓度为ND 。
比较两曲线，论述宽带隙半导体材料器件工作温度范围更宽。
(2006-20分)E 0E 0 k x 12E•４、室温下，一N 型样品掺杂浓度为Nd ，全部电离。
当温度升高后，其费米能级如何变化？为什么？一本征半导体，其费米能级随温度升高如何变化？为什么？（2007）• 4、一块N 型半导体，随温度升高，载流子浓度如何变化？费米能级如何变化？（2009）• 7、定性说明掺杂半导体费米能级与掺杂浓度和温度的关系是怎样的？（2010）• 10、（20分）设某一种半导体材料室温下（300 K ）本征载流子浓度为1.0 × 1010 cm −3，价带和导带有效状态密度N V = N C = 1019 cm −3， • 1） 求禁带宽度；• 2） 如果掺入施主杂质N D = 1016 cm −3，求300 K 下，热平衡下的电子和空穴浓度；• 3） 对于上面的样品，在又掺入N A = 2 × 1016 cm −3的受主杂质后，求新的热平衡电子和空穴浓度（300 K ）。
材料科学基础试卷
北京工业大学2013——2014学年第1 学期《材料科学基础（金属）》考试试卷A卷考试说明：考试时间95分钟，闭卷，考试工具：笔，计算器承诺：本人已学习了《北京工业大学考场规则》和《北京工业大学学生违纪处分条例》，承诺在考试过程中自觉遵守有关规定，服从监考教师管理，诚信考试，做到不违纪、不作弊、不替考。
若有违反，愿接受相应的处分。
承诺人：学号：班号：。
注：本试卷共 4 大题，共 7 页，满分100分，考试时必须使用卷后附加的统一答题纸和草稿纸。
一、名词解释（每题2分，共20分）1．临界变形度2．交滑移3．稳态扩散4．储存能5．索氏体6．晶界偏析7．时效8．调幅分解9．惯习面10．形状记忆效应二、填空（每空0.5分，共10分）1.晶体表层结构与内部结构的主要不同包括：（1）和（2）。
2.发生在固体表面的吸附可分为（3）和（4）两种类型。
3.钢中马氏体转变产物主要有（5）和（6）两种组织形态。
4.多晶结构金属材料的晶粒越细小，其强度（7），塑性、韧性（8）。
5.面心立方晶格金属中最主要的不全位错有（9）和（10）不全位错。
6.晶体材料中的体扩散主要有三种机制，即（11）扩散、（12）扩散、（13）扩散。
7.再结晶完成后晶粒长大可分为（14）晶粒长大和（15）晶粒长大。
8.小角度晶界中对称倾转晶界由（16）构成，扭转晶界由（17）构成。
9.金属材料高于再结晶温度的变形叫（18）变形，再结晶度以下进行的变形叫（19）变形。
10.若相变时，Gα＝Gβ，μαi=μβi，并且自由焓的一阶偏导数也相等，但自由焓的二阶偏导数不相等，这种相变称为（20）。
三、判断题（每题1分，共10分）1.以界面能降低为晶粒长大驱动力时，晶界迁移总是向着晶界曲率中心方向。
（）2.晶体中刃型位错的位错线一定为直线。
（）3.产生单位体积新相应变能大小与新相的几何形状有关，球状应变能最高，针状其次，片状应变能最低。
（）4.扩散的决定因素是浓度梯度，原子总是由浓度高的地方向浓度低的地方扩散。
北工大材料科学基础真题及答案
北京工业大学试卷七2007年攻读硕士学位研究生入学考试试题考试科目：材料科学基础适用专业：材料科学与工程一、名词解释1．脱溶(二次结晶)2．空间群3．位错交割4．成分过冷5．奥氏体6．临界变形量7．形变织构8．动态再结晶9．调幅分解10．惯习面二、填空1．晶体宏观对称要素有 (1) 、 (2) 、 (3) 、 (4) 和 (5) 。
2．NaCl型晶体中Na+离子填充了全部的 (6) 空隙，CsCl晶体中Cs+离子占据的是 (7) 空隙，萤石中F-离子占据了全部的 (8) 空隙。
3．非均匀形核模型中晶核与基底平面的接触角θ=π/2，表明形核功为均匀形核功的 (9) ，θ= (10) 表明不能促进形核。
4．晶态固体中扩散的微观机制有 (11) 、 (12) 、 (13) 和 (14) 。
5．小角度晶界由位错构成，其中对称倾转晶界由 (15) 位错构成，扭转晶界由 (16) 位错构成。
6．发生在固体表面的吸附可分为 (17) 和 (18) 两种类型。
7．固态相变的主要阻力是 (19) 和 (20) 。
三、判断正误1．对于螺型位错，其柏氏矢量平行于位错线，因此纯螺位错只能是一条直线。
2．由于Cr最外层s轨道只有一个电子，所以它属于碱金属。
3．改变晶向符号产生的晶向与原晶向相反。
4．非共晶成分的合金在非平衡冷却条件下得到100%共晶组织，此共晶组织称伪共晶。
5．单斜晶系α=γ=90°≠β。
6．扩散的决定因素是浓度梯度，原子总是由浓度高的地方向浓度低的地方扩散。
7．再结晶完成后，在不同条件下可能发生正常晶粒长大和异常晶粒长大。
8．根据施密特定律，晶体滑移面平行于拉力轴时最容易产生滑移。
9．晶粒越细小，晶体强度、硬度越高，塑性、韧性越差。
10．高聚物材料中，大分子链上极性部分越多，极性越强，材料强度越大。
四、影响晶态固体中原子扩散的因素有哪些?并加以简单说明。
五、1．什么是时效处理?2．说明通过时效处理产生强化的原因。
北京工业大学考研材料力学真题09-13
北京工业大学2012年硕士研究生入学考试试题A B C注：所有答案必须做在答题纸上，做在试题纸上无效！第页(共6 页)注：所有答案必须做在答题纸上，做在试题纸上无效！第页(共6 页)注：所有答案必须做在答题纸上，做在试题纸上无效！第页(共6 页)注：所有答案必须做在答题纸上，做在试题纸上无效！第页(共6 页)注：所有答案必须做在答题纸上，做在试题纸上无效！第页(共6 页)e23PlPl已知：2-7. 一刚性杆AB ，A 端铰支，B 端作用一集中力P ，C 、D 处与两根抗弯刚度均为EI 的细长杆铰接，4l AC CD ==,2l DB =，CE H DF ==，如图所示。
试求当结构由细长杆的失稳而毁坏时，载荷P 的临界值。
（10分）题2-7图注：所有答案必须做在答题纸上，做在试题纸上无效！第 页 (共6 页)1-5. ~OO7gIMllt%I¥J3f1J (o~O) fof:flIJ7lJ~;ff1lfl¥Jm.OO~OOOFJT7j\, iXW3ffJtff;f§[r'1JI¥J~~*~~~~, ~-~ (~ (, 4*)A.m 1fl: 5lliN;ffi , m m 5lli!t /F [r'1J ;B. m1.iL5lliNT-RJ, mm5lli!t;ffi ~;c. m1fl, mffi5lli!ttl3if§ RJ; T I50 1500i40i .oili . Ii y50 lorD ~.....--'! 30 Ij 30 4!{}I MPa A BC DR911-6 002-6. B~Q: ff~7}/{f5t\(;1iIf q(x), ;1t-g-j; Jg R, fFffl x ,r2, 0 nn ~iIDJ:.~U1~ aBC TIl]) DY.5t~: &a=O.6xlO·3 , b ,r2, C4''tiFzD DY.1f.Jg &b=1.2xlO·4 , tjf45i1!'lim. E=200GPa, rst~b~ ,lFO.3, l,J.\:sjt: 1) 7}/{f5j;-g-j; R *+, 2) 7}~j;1Ij; R fFfflOO1ft~ x? CI5?t)R60aI_---'-'-'--"-"'--_~:n2-7. ri~mJgJ:[2'j] , P3~£:7v.o, ~Jf-:7vt, (t < ~), tj*4!¥J5E!i'l1fliiJg E, ~t~b~Jg,Lt,)~WJ~*~~rPJtfct) F ~Q7'~j;1~~E Tf'Fffl (:!lQ 00), 1Jt*: ~t~~~Jf-!¥J[;Jl:1t:i: M ~QH t~I¥J [;Jl:1ti: £ill 0 CI5 *F。
北京工业大学2002-2005年硕士研究生入学考试试题与答案
北京工业大学2002年硕士研究生入学考试试题科目代码：551 科目名称：工程热力学适用专业：热能工程一、名词解释（每题3分，共30分）1 开口系统：热力系与外界之间有物质交换2 热力循环：封闭的热力过程3 可逆过程：当系统完成某一过程后，如能使过程逆行而使系统及外界回复到原始状态不遗留下任何变化，则称此过程为可逆过程。
4 孤立系统的熵增原理：在孤立系内，一切实际过程都朝着使系统熵增加的方向进行，或在极限情况下维持系统的熵不变，而任何使系统熵减少的过程是不可能发生的。
5 临界流速：在缩放喷管的喉部，流速恰好达到当地声速6 压气机的容积效率：气缸吸气的有效进气容量与活塞的排量容积之比。
7 水的三相点：水呈现气、液、固三相平衡共存状态8 水的气化潜热：在一定压力下，1kg饱和水转变为饱和蒸气吸收的热量9 制冷系数：制冷机循环中从冷源移出的热量与所耗功量之比。
10 含湿量：湿空气中包含的水蒸气质量与干空气质量之比值。
二、填空题（每题2分，共20分）1 工程热力学是热力学的一个分支，它着重研究与热能工程有关的热能和机械能相互转换的规律。
2 闭口系统中包含的物质是固定的，故也称闭口系统为控制质量系统。
3 系统吸热时它的熵增大；系统放热时它的熵增大、减少或不变；系统与外界不发生热的交换时它的熵增大或不变。
4 理想气体的热力学能的性质是1845年焦耳通过著名的焦耳实验确定的。
5 在任何过程中，单位质量的理想气体的温度升高1K时比热力学能增加的数值即等于其比定容热容的值；而比焓增加的数值即等于其比定压热容的值。
6 指出提高燃气轮机装置热效率的两条措施：将汽轮机出口的低压湿蒸汽完全凝结为水；采用过热蒸汽作为汽轮机的进口蒸汽。
7 固体和液体的比定压热容和比定容热容的数值近似相等。
8 完全不含水蒸气的空气称为干空气。
9 卡诺定理一的内容为：在两个给定的热源间工作的所有热机，不可能具有比可逆热机更高的热效率。
10 通常把湿饱和蒸汽中 饱和蒸气 的质量分数称为干度，并用x 表示。
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北京工业大学材料力学试题2002年
【一】填空题（每小题4分，共20分）
1.低碳钢试件经过冷作硬化提高了材料的比例极限；降低了材料的塑性。
2.图示的构件由销轴联结销轴的剪应力τ= 2
2d P π；挤压应力bs σ=d P π2。
题【一】2图
3.用积分法求图所示梁挠曲线时确定积分常数的边界条件是0=A y ；0='A y ；C C y y 21=；0=B y 。
并在图上画出挠曲线大致形状。
4.直角三角形坐标如图所示对Y 轴的惯性矩y I =24
3hb ；对坐标系ZOY 的惯性积zy I =0。
题【一】3图 题【一】4图
5.影响构件疲劳极限的主要因素是应力集中；构件尺寸；表面加工质量。
【二】计算题（共80分）
1.（14分）如图所示钢筋混凝土柱，承担300KN 的载荷，其中钢筋面积与混凝土面积之比1:40，而它们的弹性模量之比为10:1，问它们各承担多少载荷？ （答案：1N =60KN 、2N =240KN ）
2.（14分）画图示梁的剪力图和弯矩图。
题【二】1图 题【二】2图
3.（14分）如图所示，受扭圆轴直径D=60mm ，其扭矩T=2.5KN ·m ，试求圆轴表面上任一点A 与母线成α=30°方向上的正应变。
已知：钢轴的E=210GP a ，μ=0.28。
（答案：4301011.3-⨯=
ε）
题【二】3图
4.（14分）如图所示，一板件，P=12KN ，[]σ=100 MP a ，试求切口的允许深度x 。
（答案：x=
5.2mm ）
题【二】4图
5.（14分）如图所示，由五根圆形钢杆组成的正方形结构，联结处均为铰链，杆的直径为d =40mm ，杆长L=1m ，材料为Q235钢，E=200GP a ， p λ=100，0λ=60，a =304 MP a ，b =1.12 MP a ，试求结构的临界载荷。
（答案：cr P =247.7KN ）
6.（10分）如图所示，钢杆的下端有一固定圆盘，盘上放置弹簧，弹簧在1KN的静载荷作用下缩短0.0625cm，钢杆的直径d=4cm，L=4m，许用应力[]σ=160 MP a，E=200GP a，若有Q=15KN重物自由落下，求其许可高度H。
（答案：H≤384mm）
题【二】5图题【二】6图
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