2013材料力学复习题(机制)
材料力学
2013年6月期末复习题一、选择题1、图示1—1截面的轴力为：【】A、70KNB、90KNC、—20KND、20KN2、图示B截面的弯矩值为：【】A、PLB、–PaC、PaD、–PL3、材料的失效模式【】。
A 只与材料本身有关，而与应力状态无关；B 与材料本身、应力状态均有关；C 只与应力状态有关，而与材料本身无关；D 与材料本身、应力状态均无关。
4、杆件变形的基本形式：A拉伸与压缩 B 剪切 C 扭转D平面弯曲5、低碳钢材料由于冷作硬化，会使（）提高：A比例极限B塑性C强度极限D屈服极限二．填空题6.根据材料力学的要求，对变形固体作了三种假设,其内容是：________________、________________、________________。
7.拉压杆的轴向拉伸与压缩变形，其轴力的正号规定是：________________________。
8.塑性材料在拉伸试验的过程中，其σ—ε曲线可分为四个阶段，即：___________、___________、___________、___________。
9.构件在工作过程中要承受剪切的作用，其剪切强度条件___________.10.扭转是轴的主要变形形式，轴上的扭矩可以用截面法来求得，扭矩的符号规定为：______________________________________________________。
11．力学将两分为两大类：静定梁和超静定梁。
根据约束情况的不同静定梁可分为：___________、___________、__________三种常见形式。
三．判断题：12、研究杆件的应力与变形时，力可按力线平移定理进行移动。
（）13、低碳钢的抗拉能力远高于抗压能力。
（）14、弯曲应力公式σ=MY/I Z适用于任何截面的梁。
（）15、压杆的临界应力值与材料的弹性模量成正比。
（）16.杆件两端受等值、反向、共线的一对外力作用，杆件一定发生地是轴向拉（压）变形。
材料力学复习题
材料力学复习题材料力学是研究材料力学性质和材料的应力、应变、变形和破坏等相关问题的学科。
通过对材料的组织结构、原子结构以及力学行为的分析和研究，可以深入了解材料的性能和性质，为材料工程和结构设计提供科学依据。
下面是一些材料力学的复习题，帮助大家回顾和巩固所学的知识。
1. 什么是应力？与应变有什么关系？请用公式表示。
应力是单位面积上的力，表示为F/A。
应变是物体长度或体积的相对变化，通常用ΔL/L或ΔV/V表示。
应力和应变的关系由胡克定律给出：应力等于弹性模量乘以应变，即σ = Eε。
2. 什么是杨氏模量？如何计算？它的单位是什么？杨氏模量是材料的刚度指标，表示为E。
计算公式为E = σ/ε，其中σ为应力，ε为应变。
杨氏模量的单位是帕斯卡（Pa）。
3. 弹性模量、剪切模量和泊松比之间有何关系？弹性模量E、剪切模量G和泊松比ν之间的关系由以下公式给出：E = 2G(1 + ν)。
4. 什么是屈服点？屈服强度是什么？如何确定材料的屈服点？屈服点是材料在加载过程中开始发生塑性变形的点。
屈服强度是材料开始发生可测量的塑性变形时所承受的最大应力。
可以通过在材料上施加加载并测量其应力-应变曲线，确定屈服点。
5. 什么是断裂韧性？如何计算断裂韧性？断裂韧性是材料抵抗断裂的能力，通常用断裂韧性K来表示。
计算断裂韧性的常用方法是通过计算材料的断裂过程中吸收的总能量来实现。
根据线弹性断裂力学理论，K可以通过以下公式计算：K = σf²πc，其中σf为断裂强度，c为断裂过程中裂纹的长度。
6. 什么是材料的疲劳强度？如何评估材料的疲劳寿命？疲劳强度是材料在循环加载或应力下能够承受的最大应力水平。
评估材料的疲劳寿命通常通过进行疲劳试验并绘制S-N曲线得出。
S-N曲线描述了应力幅与循环寿命之间的关系。
7. 什么是塑性变形？与弹性变形有何区别？塑性变形是材料在加载过程中超过其弹性极限时发生的永久性变形。
与弹性变形不同，塑性变形是不可恢复的，并伴随着局部晶体滑移和位错运动。
材料力学复习题答案
材料力学复习题答案1. 材料力学中，材料的弹性模量（E）表示材料抵抗形变的能力，其单位是帕斯卡（Pa）。
若某材料的弹性模量为200 GPa，试计算该材料在受到10 MPa应力作用下产生的应变。
答案：根据胡克定律，应变（ε）等于应力（σ）除以弹性模量（E），即ε = σ/E。
将给定的数值代入公式，得到ε = 10 MPa / 200 GPa = 0.00005 或5×10^-5。
2. 简述材料在拉伸过程中的四个阶段，并说明各阶段的特点。
答案：材料在拉伸过程中的四个阶段包括弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和断裂阶段。
弹性阶段中，材料在外力作用下发生形变，当外力移除后，材料能恢复原状。
屈服阶段开始时，材料的形变不再与应力成正比，即使应力不再增加，形变也会继续增加。
强化阶段中，材料在屈服后继续承受应力，需要更大的应力才能使形变继续增加。
最后，在断裂阶段，材料因无法承受进一步的应力而发生断裂。
3. 计算圆轴在扭转时的剪切应力。
已知圆轴的直径为50 mm，材料的剪切模量为80 GPa，扭矩为500 N·m。
答案：圆轴在扭转时的剪切应力（τ）可以通过公式τ = T·r/J计算，其中T为扭矩，r为圆轴的半径，J为极惯性矩。
对于直径为50 mm的圆轴，半径r = 25 mm = 0.025 m。
极惯性矩J = π·r^4/2 = π·(0.025)^4/2 ≈ 9.82×10^-6 m^4。
代入公式得到τ = 500 N·m × 0.025 m / 9.82×10^-6 m^4 ≈ 127.6 MPa。
4. 描述梁在弯曲时的正应力和剪切应力的分布规律。
答案：梁在弯曲时，正应力沿着梁的横截面高度线性分布，最大正应力出现在横截面的最外层纤维上，且与中性轴的距离成正比。
剪切应力在梁的横截面上分布不均匀，最大剪切应力出现在中性轴处，向两侧逐渐减小至零。
材料力学性能复习题
一、名词解释：1、弹性比功；滞弹性；包申格效应；解理台阶；韧脆转变。
2、应力状态软性系数；缺口效应；缺口敏感度；布氏硬度；洛氏硬度；维氏硬度；3、冲击韧度；冲击吸收功；韧脆转变温度；4、、应力强度因子I K ；、有效裂纹长度；、裂纹扩展K 判据；、COD ；、5、应力范围σ∆；应变范围ε∆；应力比r ；疲劳源；疲劳贝纹线；疲劳条带；K∆；疲劳寿命；过渡寿命；热疲劳；过载损伤。
6、应力腐蚀；氢蚀；白点；氢化物致脆；氢致延滞断裂。
7、磨损；耐磨性；8、等温强度；约比温度；蠕变；应力松弛；稳定蠕变；二、说明下列力学性能指标的意义8、σέt t τδσ tτσ r σ 6、scc σ； Iscc K ； IH EC K5、疲劳缺口敏感度f q ；过载损伤界；疲劳门槛值th K ∆4、IC K 和C K ； IC G3、K A 、()K V A C VN 和K U A N D T2、bc σ； bb σ； NSR ；1、()E G ；（2）r σ、0.2σ、s σ； b σ； n ； δ、g t δ、ψ。
三、分析说明题1、金属的弹性模量主要取决于什么因素？为什么说它是一个对组织不敏感的力学性能指标？2、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？3、试根据下述方程12()2i y y s d k k G q σγ+=，讨论下述因素对金属材料韧脆转变的影响：（1）材料成分；（2）杂质；（3）温度；（4）晶粒大小；（5）应力状态；（6）加载速率。
4、试说明布氏硬度、洛氏硬度与维氏硬度的试验原理，并比较布氏、洛氏与维氏硬度试验方法的优缺点。
5、试综合比较单向拉伸、压缩、弯曲及扭转试验的特点和应用范围。
6、试述焊接船舶比铆接船舶容易发生脆性破坏的原因。
7、简述根据韧脆转变温度分析机件脆断失效的优缺点。
8、为什么研究裂纹扩展的力学条件时不用应力判据而用其它判据？9、试述K与材料强度、塑性之间的关系。
IC10、试述疲劳曲线（S N）及疲劳极限的测试方法。
材料力学性能复习题
1、弹性比功：表示金属材料吸收弹性变形功的能力。
一般用金属开始塑性变形前单位体积吸收的最大弹性变形功表示。
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作用下吸收不可逆变形功的能力。
4、包申格效应：材料经预先加载产生少量塑性变形，再同向加载强度升高，反向加载强度降低。
5、解理刻面：大致以晶粒大小为单位的解理面.6、塑性：指金属材料断裂前发生塑性变形的能力。
脆性：指金属材料受力时没有发生塑性变形而直接断裂的能力。
韧性：指金属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。
9、解理面：金属材料在一定条件下，当外加正应力达到一定数值后，以极快速率沿一定晶体学平面产生穿晶断裂，此种晶体学平面即为解理面。
10、穿晶断裂：裂纹穿过晶粒扩展，可以是韧性，也可以是脆性。
沿晶断裂：裂纹沿晶界扩展，多为脆性，是由于晶界上有夹杂，第二相以及杂志偏聚引起晶界弱化。
11、韧性转变：某些金属材料在低于某一温度时由韧性状态转变为脆性状态，即低温脆性。
12、弹性模量E ：被称为材料的刚度，表征金属材料对弹性变形的抗力。
13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+--== 【P39 P46】 14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。
1、冲击韧度：带缺口的试件在冲击破坏时断裂面上所吸收的能量。
2、冲击吸收功：指规定形状和尺寸的试样在冲击试验力一次作用下折断时所吸收的功。
3、低温脆性：在试验温度低于某一温度tk 时，会有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。
材料力学复习题1
材料力学复习题一、填空题1、材料力学中的三个基本假设为均匀性假设、假设和假设2、材料的两种主要破坏形式为和。
3、第强度理论和第强度理论适用于脆性断裂的破坏形式.4、在分析组合变形问题时，由于构件处于范围内，而且很小，可以认为各种基本变形各自独立，互不影响，因此可采用叠加原理。
5、已知三个主应力σ1、σ2、σ3，其最大剪应力表达式为τmax= .δ的材料称为塑性材料。
6、工程上将延伸律≥7、提高梁刚度的措施有和.8、横力弯曲时，圆形截面梁最大剪应力发生在处，其值为平均剪应力的倍.9、三向应力状态下，最大正应力和最小正应力在单元体中的夹角为，在应力圆中夹角为。
10、平面弯曲梁的中性轴过截面的心,与截面的对称轴垂直。
11、对于一端固定，一端自由的细长杆，直径为d，长度为l,用欧拉公式求出的临界载荷P lj= 。
11、构件在载荷作用下，强度是构件抵抗的能力，刚度是构件抵抗的能力。
12、若两拉杆的横截面积A、长度l及所受载荷P均相同,而材料不同，那么两杆的横截面上正应力σ将同，变形△l同。
13、三根不同材料的拉伸试件，拉伸试验所得的σ-ε图如图1所示,其中强度最高的是.塑性最好的是。
图1 图214、销钉直径为d，受力如图2.剪切面上的剪应力τ为。
15、图1—2中所示的是扭转剪应力分布图。
其中Mn为截面的扭矩。
问其中画的正确。
（a）（b) (c）（d）图316、矩形截面梁在受横向力作用时,横截面上的最大剪应力为平均应力的倍。
17、第强度理论和第强度理论适用于塑性屈服的破坏形式.18、单元体上的三对主应力一般都用σ1、σ2、σ3表示，并且是按的大小排列。
19、影响持久极限的三个重要因素是、和表面加工质量。
20、弹性体的变形能的大小，只取决于载荷的最终值，而与 无关。
21、在强度计算中，低碳钢的破坏应力一般用的是 ，铸铁的破坏应力一般用的是 .22、 柔度λ综合地反映了压杆的 、 以及横截面形状和大小对压杆承载能力的影响。
(完整)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.★ 注意：在前面我们学习了杆件的四种基本变形.尽管杆件在四种基本变形形式下,其受力和变形的特点各不相同，但解决的问题基本是相同的,求解问题的步骤和采用的基本方法都是相同的.研究内力的[]σσ≤+=2231n r M M W[]σσ≤⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛+=2234n n r W M W M A N []στσσ≤+=2234r []σσσσ≤-=313r基本方法是截面怯。
材料力学考试复习题
材料力学考试复习题一、填空题：1、材料力学是研究构件 强度 、 刚度 、 稳定性 计算的科学。
2、固体的变形可分为： 弹性变形 和 塑性变形 。
3、构件在外力作用下，抵抗 破坏 的能力称为强度, 抵抗 变形 的能力称为刚度，维持 平衡 的能力称为稳定性。
4、构件安全工作的基本要求是：构件必须具有 足够的强度 、 足够刚度和 足够稳定性 。
5、在强度计算中，根据强度条件可以解决三方面的问题：即 校核强度 、 设计截面尺寸 、和 计算许可载荷 。
6、研究杆件内力的基本方法是 截面法 。
7、材料的破坏通常分为两类，即 脆性断裂 和 塑性屈服 。
8、在低碳钢的拉伸试验中，材料的应力变化不大而变形显著增加的现象称为 屈服 。
9、因截面形状尺寸突变而引起局部应力增大的现象，称为 应力集中 。
10、扭转的变形特点是截面绕轴线发生相对 转动11、杆件变形的基本形式有 拉（压）变形 、 剪切变形 、 扭转变形和 弯曲变形 。
12、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 ；螺旋千斤顶中的螺杆的变形是 压缩 变形。
13、下图所示各杆件中受拉伸的杆件有 AB 、BC 、CD 、AD ；受力压缩杆件有BE 。
14、图中σε-曲线上，对应p 点的应力为比例极限，符号p σ、对应y 点的应力称为屈服极限，符号σs 、对应b 点的应力称为强化极限符号σb 。
15、内力是外力作用引起的，不同的 外力 引起不同的内力，轴向拉、压变形时的内力为 轴力 。
剪切变形时的内力为 剪力 ，扭转变形时内力为 扭矩 ，弯曲变形时的内力为 弯矩和剪力 。
16、杆件轴向拉压胡克定律的两种表达式为∆=l Nl EA 和εσE =。
E 称为材料的 弹性模量 。
它是衡量材料抵抗 变形 能力的一个指标。
E 的单位为MPa ，1 MPa=106Pa 。
14、衡量材料强度的两个重要指标是 屈服极限 和 强化极限 。
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工程力学复习题
一、作轴力图，求拉（压）杆内应力，拉（压）
杆的变形，胡克定律，泊松比，材料的强度
指标（材料的极限应力）、塑性指标，低碳钢
（Q235）在拉伸试验时有几个阶段，分别是哪
几个阶段（特点），冷作硬化，剪切、挤压面积P54习题1-3
P55习题1-6
变截面直杆如图所示，F1=20kN，F2=60kN；横截面面积A1=400mm2，A2=250mm2；长度l1=3 m，l2=2 m；材料的弹性模量E=200GPa．试求杆AB和BC段的应力及杆的总伸长。
二、切应力互等定理，外力偶矩计算公式、做扭矩图、求切应力、扭转角，等直圆杆扭转时的强度条件和刚度条件，圆形或圆环形截面的极惯性矩，抗扭截面模量，抗扭刚度
试绘制圆轴扭转时横截面上切应力沿半径的分布图，并写出圆周上的切应力公式，圆心处切应力等于什么？
P82习题2-6
P83习题2-8
图示一传动轴，转速n =180r/min ，轮A 为主动轮， 输入功率P Ａ=60k Ｗ，轮B 、C 、D 均为从动轮，输出功率分别为P B =20kW ，P C =15 kW ，P D =25 kW 。
① 试画出该轴的扭矩图；
② 若将轮A 和轮C 位置对调， 试分析对轴的受力是否有利？
三、求：剪力、弯矩的正负规定，绘制梁的剪力图与弯矩图，集中力与集中力偶作用处，其剪力图与弯矩图有什么特点？
试说明当梁产生正（或负）值弯矩时应力分布规律，并指出最大的拉（或压）应力发生在何处，什么地方此应力为零。
矩形截面梁横力弯曲时，由切应力分布规律可知，其横截面上最大的切应力发生在何处？切应力等于零又发生何处？
矩形、圆形、圆环形截面的惯性矩、抗弯截面系数、抗弯刚度
叠加法求挠度、转角 边界条件
图所示矩形截面钢梁，已知kNm M 40=，
Mpa 200][=σ,Mpa 60][=τ。
试校核梁的强度。
B A
C D
一矩形截面面木梁，其截面尺寸及荷载如图，m kN q /3=。
已知MPa 10][=σ，MPa 2][=τ。
试校核梁的正应力和切应强
度。
图所示T 形截面铸铁悬臂梁，若材料的Mpa 40][=+σ，
Mpa 160][=-σ，截面对形心轴Z 的4810018.1mm I Z ⨯=，
mm y 4.961=，试求该梁的许可载荷][F 。
四、书中介绍了几个强度理论？对于弯、扭组合变形的轴一般采用哪类强度理论进行设计？发生脆性破坏的构件应采用哪一类强度理论进行强度设计？ . P187习题7-8
P189习题7-18
图示传动轴AB ，已知电动机通过联轴器作用在A 截面上的力偶矩M 1=4 kN ·m ．皮带轮直径D =400 mm ，自重不计，紧边与松边的拉力分别为F 1=7.5 kN ，F 2=12.5 kN ．轴用钢制成，许用应力[σ]=160 MPa ，l =200mm ，W z =9000 mm 3，试按第三强度理论校核轴的强度。
．图示平面构架，已知杆AB的长度l=4m，其横截面为边长a=100mm的正方形，F=60kN，试求杆AB中最大正应力
σ.
max
2.一夹具受力如图所示，夹具立柱的横截面为矩形，抗弯截面系数W z=6667mm3，夹具的[σ]=120MPa.试校核该夹具立柱的强度。
题图所示，矩形截面杆受偏心拉伸。
用应变片测得其
上、下表面的轴向线应变分别为aε=0.62×10-3，
ε=0.18×10-3，材料的E=200GPa。
试求F力的大小。
b
五、各种不同约束的压杆长度系数μ的确定。
何谓临界力？临界力越大压杆稳定性越好，还是临界力越小压杆稳定性越好？压杆的柔度的大小对临界力有何影响？
何谓压杆的柔度？试述大柔度杆、中柔度杆分别用什么公式计算临界应力或临界载荷？
图示结构由梁AB和杆CD组成，材料均为Q235钢，其E=200GPa，[σ]=160MPa；梁AB用25a工字钢制成，其抗弯截面模量W=402x103mm3；杆CD为细长杆，两端为铰支，截面为直径d=80mm的圆形。
已知载荷F=40kN，规定稳定安全因数[n st]=5，试校核梁AB的强度和杆CD的稳定性。
32.题32图所示桁架中，各杆材料相同，截面均为直
径d=40mm的圆形，l=1.1m,F=200kN,材料的比例极限σp=200MPa,弹性模量E=200GPa,规定的稳定安全系数[n st]=1.5。
试校核桁架的稳定性。
图示钢质圆截面细长压杆，直径d=25 mm，
材料的弹性模量E=200Gpa，试求杆的临界压力。