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学科简介:
材料力学(mechanics of materials)是研究材料在各种外力作用下产生的应变、应力、强度、刚度、稳定和导致各种材料破坏的极限。材料力学是所有工科学生必修的学科，是设计工业设施必须掌握的知识。学习材料力学一般要求学生先修高等数学和理论力学。材料力学与理论力学、结构力学并称三大力学。
材料力学的任务
1. 研究材料在外力作用下破坏的规律；
2. 为受力构件提供强度，刚度和稳定性计算的理论基础条件；
3. 解决结构设计安全可靠与经济合理的矛盾。
材料力学基本假设
1、连续性假设——组成固体的物质内毫无空隙地充满了固体的体积：
2、均匀性假设－－在固体内任何部分力学性能完全一样：
3、各向同性假设——材料沿各个不同方向力学性能均相同：
4、小变形假设——变形远小于构件尺寸，便于用变形前的尺寸和几何形状进行计算研究。
在人们运用材料进行建筑、工业生产的过程中，需要对材料的实际承受能力和内部变化进行研究，这就催生了材料力学。运用材料力学知识可以分析材料的强度、刚度和稳定性。材料力学还用于机械设计使材料在相同的强度下可以减少材料用量，优化机构设计，以达到
降低成本、减轻重量等目的。在材料力学中，将研究对象被看作均匀、连续且具有各向同性的线性弹性物体，但在实际研究中不可能会有符合这些条件的材料，所以须要各种理论与实际方法对材料进行实验比较。材料在机构中会受到拉伸或压缩、弯曲、剪切、扭转及其组合等变形。根据胡克定律(Hooke's law)，在弹性限度内，材料的应力与应变成线性关系。
大事记
1 独立学科的标志及杆件的拉伸问题
通常认为，意大利科学家伽利略（Galileo）《关于力学和局部运动的两门新科学的对话和数学证明》—书的发表（1638年）是材料力学开始形成一门独立学科的标志。在该书中这位科学巨匠尝试用科学的解析方法确定构件的尺寸，讨论的第—问题是直杆轴向拉伸问题，得到承载能力与横截面积成正比而与长度无关的正确结论。
2 梁的弯曲问题
在《关于力学和局部运动的两门新科学的对话和数学证明》一书中，伽利略讨论的第二个问题是梁的弯曲强度问题。按今天的科学结论，当时作者所得的弯曲正应力公式并不完全正确，但该公式已反映了矩形截面梁的承载能力和bh2（b、h分别为截面的宽度和高度）成正比，圆截面梁承载能力和d3（d为横截面直径）成正比的正确结论。对于空心梁承载能力的叙述则更为精彩，他说，空心梁“能大大提高强度而无需增加重量，所以在技术上得到广泛的应用。在自然界就更为普遍了。这样的例子在鸟类的骨骼和各种芦苇中可以看到，它们既
、选择题（每小题3分，共18分） 1?图示体系的几何组成为： （ ） A. 几何不变，无多余联系； B. 几何不变，有多余联系； C.瞬 变； 4?图示桁架的零杆数目为：（ ） A. 6； B. 7 ； C. 8 ； D. 9。 5?图a 结构的最后弯矩图为：（ ） A.图 b ； B .图 c ； C .图 d ; B. 动 C. 会产生 体位 移； D. 3?在径向均布荷载作用下， 三铰拱的合理轴线为: A.圆弧线； B ?抛物线； C ?悬链线；D.正弦曲 D .都不 支 A.内力；
6.力法方程是沿基本未 A .力的平衡方程； C. 位移协调方程；D ?力的平衡及位 移为零方程。 :■、填空题（每题 3分，共9分） 1. 从几何组成上讲，静定和超静定结构都是 _______________________________ 体系， 前者 ___________ 多余约束而后者 ______________________ 多余约束。 2. 图b 是图a 结构 _______________ 截面的 ____________ 影响线。 3. __________________________________________________ 图示结构AB 杆B 端的转动 刚度为 ____________________________________________________ ,分配系数为 ________ , 传递系数为 ___________ 。 灯订，衷 i 三、简答题（每题 5分，共10分） 1. 静定结构内力分析情况与杆件截面的几何性质、材料物理性质是否相关? 为什么？ 2. 影响线横坐标和纵坐标的物理意义是什么？ 四、计算分析题，写出主要解题步骤 （4小题,共63分） 1?作图示体系的几何组成分析（说明理由） ，并求指定杆1和2的轴力。（本题16分） M/4 SI El M/4 3M4 量方向 移为零 知 B .位
材料科学与工程 1．培养目标 培养在金属材料、无机非金属材料、光电信息功能材料、电子材料与器件、复合材料领域的科学与工程方面具有较宽基础知识、从事材料设计、研究、开发和技术管理的高级工程技术人才。 2．课程设置 主要课程：材料科学基础、物理化学、材料工程基础、材料现代研究方法、金属材料、光电材料、功能材料、复合材料、电子技术与控制、计算机系列课程等。 3．深造与就业方向 毕业生可继续攻读本专业及相关专业的硕士研究生，近三年本科考取研究生比例60%以上。 毕业生就业实行双向选择，毕业后可到研究所、企业从事科学研究、设计、生产管理、工程技术应用及高等院校的教学工作。 4．学制/学位 本科四年制/工学学士 材料科学与工程专业四年制本科培养方案 Cultivating Scheme of 4-year Undergraduate Course- Material and Enginee ring Speciality 一、培养目标 本专业培养具备金属材料及无机非金属材料科学与工程方面的知识，能在材料制备、成型加工、材料结构研究与分析等领域从事科学研究、技术开发、工艺和设备设计、生产及经营管理等方面工作的高级工程技术人才。
Ⅰ.Scheme Objectives The objectives of this scheme are to provide students of this major with t he technology and engineering knowledge of metal and inorganic-nonmetal mat erials, in order to make them outstanding engineers who are capable of underta king works of science research, technique and appliance design, manufacturing process management. 二、培养要求 本专业学生主要学习材料科学及各类材料加工工艺的基础理论与技术和有关设备的设计方法，受到现代机械工程师的基本训练，具有从事材料制备、加工成型研究、进行各类材料加工工艺及设备设计、生产组织管理的基本能力。Ⅱ.Requirements Students of this speciality shall learn the basic theories of material science and methods of material processing and how to design related equipment. The y also shall be trained to be modern mechanic engineers who are capable of d oing research works about material fabricating, forming, processing and related equipment design. At same time, they also should have the ability of fundame ntal management of manufacture process. 毕业生应获得以下几方面的知识和能力： Student of this major must fulfill the following requirements: （1）具有较扎实的自然科学基础，较好的人文、艺术和社会科学基础及正确运用本国语言、文字的表达能力； （2）具有较系统地掌握本专业领域宽广的理论基础知识，主要包括材料科学、力学、机械学、电工与电子技术、计算机系列课程、热加工工艺基础、自动化基础、市场经济及企业管理等基础知识； （3）具有本专业必需的计算、测试、文献检索能力和基本工艺操作等基本技能及较强的计算机和外语应用能力；
第1题第2题 2.图示外伸梁，跨中截面C的弯矩为（ ? m D．17kN m .
题7图图（a）图（b）图（c）图（d）位移法典型方程中系数k ij=k ji反映了（） A.位移互等定理 B.反力互等定理 第9题第10题 10.FP=1在图示梁AE上移动，K截面弯矩影响线上竖标等于零的部分为（） ．DE、AB段B．、DE段C．AB、BC段D．BC、CD段 二、填空题：（共10题，每题2分，共20分） 两刚片用一个铰和_________________相联，组成无多余约束的几何不变体系。 所示三铰拱的水平推力 .
. 3.图示结构，当支座A 发生转角 时，引起C 点的竖向位移为_____________。 a a a P F 第2题 第3题 4.机动法作静定结构内力影响线依据的是_____________。 5．静定结构在荷截作用下，当杆件截面增大时，其内力____________。 6.图示梁截面C 的剪力影响线在杆端D 处的纵标值y D 为_________。 第6题 第7题 7.图示结构，各杆EI=常数，用位移法计算，基本未知量最少是_________个。 8.图示结构用力法计算时，不能选作基本结构的是______。 第8题 (a) (b) (c) (d) 9. 对称结构在对称荷载作用下，若取对称基本结构并取对称与反对称未知力， 则其中_____________未知力等于零。 10.力矩分配法适用于_____________结构。 三、问答题：（共2题，每题5分，共10分） 1．图乘法的应用条件是什么？求变截面梁和拱的位移时可否用图乘法？ 2．超静定结构的内力只与各杆件的刚度相对值有关，而与它们的刚度绝对值无关，对吗？为什么？ 四、计算题：（1、2题8分，3题10分，4、5题12分,4题共计50分） 1．图示桁架，求1、2杆的轴力。 2．图示刚架，求支座反力，并绘弯矩图。
2001博士秋季入学考试试题 1（16分）共价键的数目(为配位电子数)和方向(电子云密度最大方向)取决于什么？利用杂化轨道理论解释金刚石(sp 3)结构中的共价键，并计算碳的sp 3键的键角(109.28)。 2（12分）离子晶体在平衡时的结合能为：)11(80020n R NMe U E b -==πε，M 称为马德隆常数。试解释M 的意义。(西工大固体物理P41；M 是与晶体结构有关的常数) 3（12分）试比较经典的和量子的金属自由电子理论。(方俊鑫P285；黄昆P275) 4（12分）举例说明能带理论在解释固体材料有关性质(绝缘、半导、导体)、设计新材料中的应用。(西工大P111) 5（12分）解释金属及半导体的电阻率(高温时、低温时)随温度变化的规律。(西工大P192)
6（12分）分析固体表面的成分可采用那些分析技术和方法。(电子能谱：光电子能谱、俄歇电子、离子中和谱；离子谱：低能离子散射、高能离子散射、二次离子质谱、溅射中性粒子谱、致脱附离子角分布) 7（12分）晶体致的电缺陷有那些类型？分析其形成原因及对晶体性质的影响。（西工大P149、151） 8（12分）简述物质超到态的主要特征。（西工大P206、零电阻，充合抗磁） 答：1，低能电子衍射；2，表面敏感扩展X 吸收精细结构；3，场离子显微镜；4，电子显微镜；5，投射电子显微镜，扫描电子显微镜；6，扫描隧道显微镜；7，原子力显微镜；8，摩擦力显微镜 2001博士春季入学考试试题 1（16）N 对离子组成的NaCl 晶体的总互作用势能为 ??????-=R e R B N R U n 024)(πεα 其中α是马德隆常数，B 为晶格参量，n 为玻恩指数。 （1） 证明平衡原子间距为n e B R n 2 0104απε=- （2） 证明平衡时的结合能为)11(4)(0020n R Ne R U --=πεα
2002西北工大材料力学试题 一、 (15分)图示两端固定的压杆,E =210GPa , s σ=235MPa , p σ=200 MPa , a =304 MPa , b =1.12 MPa ；截面有矩形、圆形及空心圆形三种,但其横截面积均为50002 mm ,试求上述 三种情况下压杆 的临界压力 cr F 。 题一图 二、(20分)外径D =80mm,内径d =0.5D 的圆筒在e M =15KN ·m 的力偶矩作用下产生扭转。已知材料的弹性模量E =200GPa , 泊松比μ=0.3。(1).求圆筒表面一点A 沿X 和Y 方向的线应变x ε和y ε；(2).求受扭后圆筒的壁厚。 题二图 三、(20分)图试圆截面折杆,横截面直径均为d , A 端固定,在折杆平面的竖直上方自高度为a 处有一重量为Q 的重物自由下落到C 点。材料的弹性模量为E ,切变模量G =0.4E 。(1).求出动荷系数d K 的表达式。(2).用第三强度理论写出折杆的强度条件表达式。已知折杆的许用应力为[]σ。
题三图 四、(15分)图示结构由直杆AB 和四分之一圆环BC 组成(两杆位于同一平面内),两杆均为圆截面刚杆,AB 的横截面直径1d =20mm,BC 的横截面直径2d =50mm,材料的许用应力[]σ=160MPa 。若外力F =5KN,a =0.6m 试校核结构的强度。(轴力、剪力对曲杆强度的影响忽略不计) 题四图 五、(15分)图示T 字型截面梁,设截面上的内力仅有正弯矩M ,试求T 字型截面的竖直部分(100×20)和水平部分(100×20)各承担弯矩的百分之几。 题五图
题号：841 《材料力学》 考试大纲 一、考试内容 1.了解材料力学的任务，同相关学科的关系, 变形固体的基本假设。熟悉截面法和内力、 应力、变形、应变。 2.掌握轴力与轴力图,直杆横截面及斜截面的应力,圣维南定理,应力集中的概念；材料拉 伸和压缩时的力学性能, 应力-应变曲线；拉压杆强度条件和刚度条件, 安全因素及许用应力；拉压变形,胡克定律, 弹性模量,泊松比；拉压超静定问题, 温度及装配应力。 3.熟悉剪切及挤压的概念和实用计算。掌握切应力互等定律, 剪切胡克定律。 4.掌握扭矩及扭矩图, 圆轴扭转的应力和应变, 扭转强度及刚度条件。了解矩形截面及 薄壁杆件扭转。 5.掌握静矩与形心的概念, 组合截面的一次矩与形心计算, 截面二次矩,平行移轴公式。 6.熟悉平面弯曲内力概念，掌握剪力，弯矩方程，剪力图和弯矩图及 q-Q-M的微分关 系, 熟悉利用微分关系画梁的剪力和弯矩图。掌握平面刚架和曲杆的内力图。 7.掌握弯曲正应力公式,矩形截面弯曲切应力计算,弯曲强度条件。了解截面梁的弯曲切 应力，切应力强度条件；提高梁的弯曲刚度的措施。 8.熟悉挠曲轴及其近似微分方程,积分法求梁的位移, 叠加法求梁的位移, 梁的刚度校 核。了解提高梁的弯曲刚度的措施. 9.掌握应力状态的概念,平面应力状态下应力分析的解析法及图解法,广义胡克定律。了 解体积应变,三向应力状态下应变能、体积改变能、畸变能的概念. 10.熟悉强度理论的概念,破坏形式的分析,脆性断裂和塑性屈服。掌握最大拉应力理论, 最大拉应变理论，最大切应力理论, 畸变能密度理论。了解莫尔强度理论。 11.掌握组合变形下杆件的强度计算；斜弯曲，拉弯组合变形，弯扭组合变形。 12.掌握压杆稳定的概念,细长压杆临界载荷的欧拉公式,临界应力、经验公式、临界应力 总图, 压杆的稳定校核。了解安全因素法，提高稳定性的措施的概念。 13.掌握杆件变形位能计算，卡氏定律，莫尔定律，图形互乘法，用力法解超静定问题。 熟悉功的互等定律。了解位移互等定律。 14.熟悉变形比较法，力法的正则方程，对称条件的应用。 15.熟悉构件作等加速度运动和匀速转动的应力计算。掌握冲击应力和变形计算。了解 冲击韧度，提高构件抗冲击能力措施的概念。
诚信保证 本人知晓我校考场规则和违纪处分条例的有关规定，保证遵守考场规则，诚实做人。 本人签字： 编号： 2005 － 2006学年第 1 学期 开课学院 航空学院 课程 飞行器结构力学基础 学时 50 考试日期 2005-12-7 考试时间 2 小时 考试形式（闭开）（A ）卷 所示平面结构的几何不变性，并计算其静不定次数f 。
所示结构的最简静不定次数，并给出
状态和 M
图1-10
图5
2005—2006学年第一学期考试试题答案及评分标准 第一题(30分) 本题有10个小题，每小题3分，答案及简要运算写在试题空白处。 1.1 几何不变系统，f ＝2。（各1.5分） 1.2 几何瞬时可变系统，f ＝1。（各1.5分） 1.3 几何不变系统，f ＝3。（各1.5分） 1.4 几何不变的可移动系统，f ＝3。（各1.5分） 1.5 最简静不定次数等于1（1分），并给出
状态和状态分别为 < P > （1分） < 1 >（1分） 1.6 f ＝4。（3分，若基本分析过程正确，但答案错，可给1.5分） 1.7 f ＝6。（3分，若基本分析过程正确，但答案错，可给1.5分） 1.8 判断零力杆：2－6、3－6，4－7，然后用I －I 剖面将结构剖开，取右半部分， 如图示（1分）。利用条件05=∑M ，可得 0238=?+?a P a N （1分） 即得 238P N -=（1分） 1.9 利用白雷特公式Ω =T M q （1分），可得闭剖 面剪流为2 2a M q T =（2分）。 M /4 1
奥鹏17春西工大16秋《材料力学》在线作业 一、判断题（共40 道试题，共100 分。） 1. 圆轴扭转时，其轴线的长度保持为平面，横截面保持不变。 A. 错误 B. 正确 正确答案： 2. 以扭转变形为主的杆件常称为轴。 A. 错误 B. 正确 正确答案： 3. 在荷载作用下梁要变弯，其轴线由原来的直线变成了曲线，构件的这种变形称为弯曲变形。 A. 错误 B. 正确 正确答案： 4. 根据平截面假设，梁弯曲变形时，横截面绕着中性轴转动一个角度。中性轴通过横截面的形心。 A. 错误 B. 正确 正确答案： 5. 平面弯曲：梁的横截面有一对称轴，外载荷作用在纵向对称面内，杆发生弯曲变形后，轴线仍然在纵向对称面内，是一条平面曲线。 A. 错误 B. 正确 正确答案： 6. 当外力作用点位于截面形心附近的一个区域内时，就可以保证中性轴不穿过横截面，横截面上无压应力（或拉应力），此区域称为截面核心。 A. 错误 B. 正确 正确答案： 7. 与刚体平衡类似，弹性体平衡也存在稳定与不稳定问题。 A. 错误 B. 正确 正确答案： 8. 圆轴扭转的平面假设：圆轴扭转变形前原为平面的横截面，变形后仍保持为平面，形状和大小不变，半径仍保持为直线；且相邻两截面间的距离不变。 A. 错误
正确答案： 9. 对于细长压杆，由于屈曲过程中出现平衡路径的分叉，所以又称为分叉点。 A. 错误 B. 正确 正确答案： 10. 圆轴扭转时，横截面上只存在切应力,而无正应力。 A. 错误 B. 正确 正确答案： 11. 材料力学是研究材料在各种外力作用下产生的应变、应力、强度、刚度、稳定和导致各种材料破坏的极限。 A. 错误 B. 正确 正确答案： 12. 通常情况下，梁的内力包括剪力和弯矩，平面刚架的内力包括剪力弯矩和轴力。 A. 错误 B. 正确 正确答案： 13. 单剪具有一个剪切面的剪切现象。 A. 错误 B. 正确 正确答案： 14. 形后梁横截面的形心沿垂直梁轴线方向的位移称为挠度。 A. 错误 B. 正确 正确答案： 15. 减小压杆的长度会提高压杆的稳定性。 A. 错误 B. 正确 正确答案： 16. 右手螺旋法则：右手四指内屈，与扭矩转向相同，则拇指的指向表示扭矩矢的方向，若扭矩矢方向与截面外法线相同，规定扭矩为正，反之为负。 A. 错误 B. 正确 正确答案： 17. 当作用于轴上的外力偶多于两个时，为了表示各横截面上扭矩沿轴线变化的情况，在图中以横轴表示横截面的位置，纵轴表示相应截面上的扭矩，这种图线称为扭矩图。 A. 错误 B. 正确 正确答案： 18. 面的形心就是截面图形的几何中心，质心是针对实物体而言的，而形心是针对抽象几何体而言的，对于密度均匀的实物体，质心和形心重合。 A. 错误
西北工业大学 2004年硕士研究生入学考试试题 试题名称：材料科学基础（A 卷） 试题编号：832 说 明：所有答题一律写在答题纸上 第 1 页 共 2 页 一、简答题：（共40分，每小题8分） 1.请简述间隙固溶体、间隙相、间隙化合物的异同点？ 2.请简述影响扩散的主要因素有哪些。 3.临界晶核的物理意义是什么？形成临界晶核的充分条件是什么？ 4.有哪些因素影响形成非晶态金属？为什么？ 5.合金强化途径有哪些？各有什么特点？ 二、计算作图题（共60分，每小题12分） 1.求]111[和]120[两晶向所决定的晶面，并绘图表示出来。 2.氧化镁（MgO ）具有NaCl 型结构，即具有O2-离子的面心立方结构。问： 1）若其离子半径 +2Mg r =，-2O r ＝，则其原子堆积密度为多少？ 2）如果+2Mg r /-2O r ＝，则原子堆积密度是否改变？ 3.已知液态纯镍在×105 Pa （1大气压），过冷度为319 K 时发生均匀形核， 设临界晶核半径为1nm ，纯镍熔点为1726 K ，熔化热ΔHm＝18075J/mol ， 摩尔体积Vs ＝mol ，试计算纯镍的液－固界面能和临界形核功。 4.有一钢丝（直径为1mm ）包复一层铜（总直径为2mm ）。若已知钢的屈服强 度σst ＝280MPa ，弹性模量Est ＝205GPa ，铜的σCu ＝140MPa ，弹性模量E Cu ＝110GPa 。问： 1）如果该复合材料受到拉力，何种材料先屈服？ 2）在不发生塑性变形的情况下，该材料能承受的最大拉伸载荷是多少？ 3）该复合材料的弹性模量为多少？ 三、综合分析题：（共50分，每小题25分） 1.某面心立方晶体的可动滑移系为]101[ )111(、 。
一. 单选题（共50题,共100分） 2. 设梁的剪力图如图所示，作用于截面B处的集中力（）。 （2分） 3. 一等直杆，段和段分别为钢和铸铁，在图（）所示的受力状态下，杆最易发生破坏。 （2分）
图示梁（C为中间绞）是（）。 （2分） ★标准答案：A 5. 在弯曲剪应力公式=中（）。（2分） 是整个截面对z轴的惯性矩 A.是部分截面对z轴的静矩，I z 是部分截面对z轴的惯性矩 B.是整个截面对z轴的静矩，I z 分别为部分截面对z轴的静矩，惯性矩 C.，I z 分别为整个截面对z轴的静矩，惯性矩 D.，I z ★标准答案：A
10. 某梁ABC的弯矩图如图所示，AB段为直线，C段为二次抛物线，且是光滑连续，该梁在截面B处（）。 （2分） 11. 一带有中间绞的静定梁及载荷如图所示，要列出全梁的剪力，弯矩方程，至少应分（）。 （2分） A. B. C. D.
★标准答案：C 12. 一跨度为的简支梁，若仅承受一个集中力偶，当在梁上移动时，梁内产生的最大剪力和最大弯矩分 A.， B.， C.， D.， ★标准答案：C 13. 某材料从开始受力到最终断开的完整应力-应变曲线如图所示，该材料的变形过程无（）。 （2分）
★标准答案：C 16. 用标距50mm和100mm的两种拉伸试样，测的低碳钢的屈服应力分别为和，延伸率分别为和。比较两试样的结果， A.， B.， C.， D.， ★标准答案：C 17. 图示简支梁受集中力P 的作用，a≠b。其最大挠度发生在（）。 （2分） ★标准答案：C 18. 扭转应力公式适用于（）杆件。（2分） A.任意截面形状
1． 有关晶面及晶向附图2.1所示。 2． 见附图2.2所示。 3． {100}＝(100)十(010)+(001)，共3个等价面。 {110}＝(110)十(101)+(101)+(011)+(011)+(110)，共6个等价面。
{111}＝(111)+(111)+(111)+(111)，共4个等价面。 )121()112()112()211()112()121( ) 211()121()211()211()121()112(}112{+++++++++++= 共12个等价面。 4． 单位晶胞的体积为V Cu ＝0.14 nm 3(或1.4×10-28m 3) 5． (1)0.088 nm ；(2)0.100 nm 。 6． Cu 原子的线密度为2.77×106个原子/mm 。 Fe 原子的线密度为3.50×106个原子/mm 。 7． 1.6l ×l013个原子/mm 2；1.14X1013个原子/mm 2；1.86×1013个原子/mm 2。 8． (1) 5.29×1028个矽原子/m 3； (2) 0.33。 9． 9. 0.4×10-18/个原子。 10． 1.06×1014倍。 11． (1) 这种看法不正确。在位错环运动移出晶体后，滑移面上、下两部分晶体相对移动的距离是由其柏氏矢量决定的。位错环的柏氏矢量为b ，故其相对滑移了一个b 的距离。 (2) A'B'为右螺型位错，C'D'为左螺型位错；B'C'为正刃型位错，D'A'为负刃型位错。位错运动移出晶体后滑移方向及滑移量如附图2.3所示。 12． (1)应沿滑移面上、下两部分晶体施加一切应力τ0，的方向应与de 位 错线平行。 (2)在上述切应力作用下，位错线de 将向左(或右)移动，即沿着与位错线de 垂直的方向(且在滑移面上)移动。在位错线沿滑移面旋转360°后，在晶体表面沿柏氏矢量方向产生宽度为一个b 的台阶。
本人知晓我校考场规则和违纪处分条例的有关规定，保证遵守考场规则，诚实做人。 本人签字： 编号： 西北工业大学考试试题（卷） 2005 － 2006学年第 1 学期 开课学院 航空学院 课程 飞行器结构力学基础 学时 50 考试日期 2005-12-7 考试时间 2 小时 考试形式（闭开）（A ）卷 考生班级 学 号 姓 名 成 绩
图1-1 图1-3 图1-2 第一题(30分) 本题有10个小题，每小题3分，答案及简要运算写在试题空白处。 试分析图1-1所示平面桁架的几何不变性，并计算其静不定次数f 。 解： 几何特性为： =f 试分析图1-2所示平面桁架的几何不变性，并计算其静不定次数f 。 解： 几何特性为： =f 试分析图1-3所示平面结构的几何不变性，并计算其静不定次数f 。 解： 几何特性为： =f 西北工业大学命题专用纸
图1-4 试分析图1-4所示平面刚架的几何不变性，并计算其静不定次数f 。 解： 几何特性为： =f 利用对称性，判断图1-5所示结构的最简静不定次数，并给出
状态和状态（不必计算相应的内力）。 解： 试分析图1-6所示平面薄壁结构的静不定次数f 。 解： =f 试分析图1-7所示空间薄壁结构 的静不定次数f 。 解： =f 图1-7 图1-6 图1-5 M
共5页第2页西北工业大学命题专用纸
求图1-8所示平面桁架中杆3-8的轴力38N 。 解： 棱柱壳体剖面为正方形，壁厚均为t ，受扭矩T M 作用，如图1-9所示。绘出剖面剪流分布图，标出剪流大小和方向。 解： 求图1-10所示二缘条开剖面棱柱壳体的弯心位置CR x ，假设壁不受正应力。 解： 图1-8 M T a a 1 2 3 4 图1-6 图1-9 图1-10
西工大19春《结构力学》在线作业 试卷总分:100 得分:100 一、判断题(共20 道试题,共60 分) 1.拱结构由拱圈及其支座组成。 答案:正确 2.拱截面分实腹式和桁架式两种，一般为等截面。拱身所受弯矩较小，因而截面高度不大，实腹式可取l /50~ l /80，桁架式可取l /30~ l /60。 答案:正确 3.对于方向已知的内力应该按照实际方向画出，对于方向未知的内力，通常假设为拉力，如果计算结果为正值，则说明此内力为压力。 答案:错误 4.位移就是结构在荷载、温度变化、支座移动与制造误差等各种因素作用下发生变形，因而结构上个点的位置会有变动。 答案:正确 5.拱截面可采用H型钢、双角钢、T型钢、槽钢、圆钢管和方钢管等。 答案:正确 6.桁架结构在桥梁和房屋建筑中应用较为广泛，如南京长江大桥、钢木屋架等。 答案:正确 7.没有荷载就没有内力这个说法对任何结构都是成立的( ) 。 答案:错误 8.用力法解超静定结构时，可以取超静定结构为基本体系( )。 答案:正确 9.计算位移时，对称静定结构是：杆件几何尺寸、约束、刚度均对称的结构（）。 答案:正确 10.桁架的杆件只在两端受力。因此，桁架中的所有杆件均为二力杆。在杆的截面上只有轴力。 答案:正确 11.形式有两铰拱、三铰拱和无铰拱。使用最多的是三铰拱，优点是安装和制造较简单，铰处可自由转动，温度应力也较低。无铰拱跨中弯矩分布最有利，但需要较强的基础，温度应力也较大。 答案:错误 12.产生位移的原因是荷载作用；温度变化和材料胀缩；支座的沉降和制造误差。 答案:正确
13.把超静定结构的基本未知力求出后，画最后内力图时，实际上是画静定结构的内力图( )。答案:正确 14.结构力学(Structural Mechanics)是固体力学的一个分支，研究材料在各种外力作用下产生的应变、应力、强度、刚度、稳定和导致各种材料破坏的极限。 答案:错误 15.两个弯矩图的叠加不是指图形的简单拼合，而是指两图对应的弯矩纵矩叠加（）。 答案:正确 16.桁架结构是指若干直杆在两端铰接组成的静定结构。 答案:正确 17.拱身主要承受轴力，当跨度较大时，较梁式结构和框架式结构更经济。 答案:正确 18.用图乘法计算梁和刚架的位移时，其适用条件为等截面直杆；图至少有一个是直线图。答案:正确 19.按照杆轴线和外力的空间位置，结构可分为平面结构，空间结构。 答案:正确 20.静定结构在支座移动、变温及荷载作用下，均产生位移和内力（）。 答案:错误 二、多选题(共8 道试题,共40 分) 21.结点单杆具有的性质： A.结点单杆的内力，可以由该结点的平衡条件直接求出 B.当结点单杆上无荷载作用时，单杆的内力必为零 C.如果依靠拆除单杆的方法可以将整个桁架拆完，则此桁架可以应用结点法将各杆的内力求出，计算顺序应按照拆除单杆的顺序 答案:ABC 22.荷载的分类有： A.永久荷载 B.可变荷载 C.偶然荷载 答案:ABC 23.拱的常用形式 A.三铰拱 B.两铰拱 C.无铰拱
Plasticity and Super—plasticity Plasticity is the capacity of a material to change its shape permanently under the action of forces when the corresponding stress state reaches a material-dependent critical magnitude called yield stress or initial stress. As seen from the results of tension test, when the stress is below the yield strength, the deformation disappears upon unloading; the workplace has a form that is different from its initial one. It is then said to have been plastically or permanently deformed, or if a definite final shape was sought, it has been formed. Materials which behave in an elastic-plastic manner can, after having been permanently deformed, again be loaded until the flow stress is reached （it now has a magnitude large than the initial one ）without additional permanent deformation setting in. This increase in the flow stress as a result of prior deformation is called strain hardening. Super-plasticity has been observed widely in several kinds of materials. There are two main types of super-plastic behavior: micrograin or microstructual super plasticity, and transformation or environmental super plasticity, but only the former is discussed here. When some materials with a fine grain size are deformed within a controlled strain rate at temperature greater than 0.5Tm (where Tm is the melting point in Kelvin), they can give a tenfold more increase in elongation compared to that for conventional room temperature processes. Super plastic deformation is characterized by low flow stress and this combined with the high uniformity of plastic flow has led to considerable commercial interest in the super plastic forming of components. Superplastically formed parts find many uses, particularly in aerospace. The superplastic forging of nickel-base alloys has been used to form turbine discs with integral blades, while the diffusion bonding and superplastic forming of titanium alloys is used to produce fan and compressor blades for aerengines.
西工大2020 年4 月《结构力学（续）》作业机考参考答案 试卷总分:100 得分:100 要答案：wangjiaofudao 一、单选题(共30 道试题,共60 分) 1．长度为l 的悬臂梁AB ，其上作用有均布荷载q，则其弯矩图的面积为（）。A．ql3/3 B．ql3/4 C．ql3/2 D．ql3/6 正确答案:D 2．长度为l 的简支梁AB，其上作用有均布荷载q，则其弯矩图的面积为（）。A．ql3/12 B．ql3/4 C．ql3/2 D．ql3/6 正确答案:A 3．把可动铰支座改为固定铰支座，相当于增加（）个约束。 A．1 B．2 C．3 D．4
正确答案:A 4．平衡是指物体相对地球（）的状态。A．静止 B．匀速运动 C．加速运动 D．静止或匀速直线运动 正确答案:D 5．拱可以采用（）的材料建造。 A．抗压性能差 B．抗弯性能好 C．抗拉性能好 D．抗压性能好 正确答案: 6．下列物理量（）不具方向性。 A．力 B．分力 C．力的投影 D．合力 正确答案:
7．合力在某轴上的投影，等于各分力在同一轴上投影的（）和。 A．向量 B．代数 C．几何 D．乘积 正确答案: 8．长度为l 的悬臂梁AB，自由端B 处作用有集中力偶M，则其弯矩图的面积为（）。A．Ml B．Ml/2 C．Ml/3 D．Ml/4 正确答案: 9．结构中杆件横截面位置的改变，称为结构的（）。 A．变形 B．位移 C．挠度 D．侧移 正确答案:
材料物理与化学是一门以物理、化学和数学等自然科学为基础，从分子、原子、电子等多层次上研究材料的物理、化学行为与规律，致力于先进材料与相关器件研究开发的学科。 材料学以理论物理、凝聚态物理和固体化学等为理论基础，应用现代物理与化学研究方法和计算技术，研究材料科学中的物理与化学问题，着重研究材料的微观组织结构和转变规律，以及他们与材料的各种物理、化学性能之间的关系，并运用这些规律改进材料性能，研制新型材料，发展材料科学的基础理论，探索从基本理论出发进行材料设计，着重现代物理和化学的新概念、新方法在材料研究中的应用。 材料加工工程 主要研究内容涉及高分子材料的加工成型原理、工艺学，先进复合材料制备科学与成型技术、原理，无机非金属材料的加工技术及原理，先进的聚合物加工设备设计学，弹性体配合与改性科学，高分子材料的反应加工技术、原理，高分子材料改性科学与技术等方面。 材料专业全国排名 材料专业全国排名 材料学（160） 排名学校名称等级排名学校名称等级排名学校名称等级 1 清华大学A+ 1 2 四川大学 A 2 3 燕山大学 A 2 西北工业大学A+ 1 3 山东大学 A 2 4 吉林大学 A 3 北京科技大学A+ 1 4 武汉理工大学 A 2 5 上海大学 A 4 上海交通大学A+ 1 5 西安交通大学 A 2 6 重庆大学 A 5 哈尔滨工业大学A+ 1 6 北京化工大学 A 2 7 大连理工大 学 A 6 同济大学A+ 1 7 北京工业大学 A 2 8 湖南大学 A 7 东北大学A+ 18 中国科学技术大 学 A 29 华中科技大 学 A 8 北京航空航天大 学 A+ 19 天津大学 A 30 昆明理工大 学 A 9 浙江大学 A 20 东华大学 A 31 北京理工大 学 A 10 华南理工大学 A 21 南京理工大学 A 32 武汉科技大 学 A 11 中南大学 A 22 合肥工业大学 A
2010年 一、作图示结构的内力图，其中P=2qa,m=qa 2/2。(10分) 二、已知某构件的应力状态如图，材料的弹性模量E=200GPa,泊松比μ=0.25。试求主应力，最大剪应力，最大线应变，并 画出该点的应力圆草图。（10分） 三、重为G 的重物自高为h 处自由落下，冲击到AB 梁的中点C ，材料的弹性模量为E ，试求梁内最大动挠度。（8分） 四、钢制平面直角曲拐ABC ，受力如图。q=2.5πKN/m ，AB 段为圆截面， [σ]=160MPa ，设L=10d ，P x =qL,试设计AB 段的直径d 。（15分） 五、图示钢架，EI 为常数，试求铰链C 左右两截面的相对转角（不计轴力及剪力对变形的影响）。（12分）
六、图示梁由三块等厚木板胶合而成，载荷P 可以在ABC 梁上移动。已知板的许用弯曲正应力为[σ]=10Mpa ，许用剪应力[τ]=1Mpa ，胶合面上的许用剪应力[τ]胶=0.34Mpa ，a=1m ，b=10cm ，h=5cm ，试求许可荷载[P]。（10分） 七、图示一转臂起重机架ABC ，其中AB 为空心圆截面杆D=76mm ，d=68mm ，BC 为实心圆截面杆D 1=20mm ，两杆材料相同，σp =200Mpa ，σs =235Mpa ，E=206Gpa 。取强度安全系数n=1.5，稳定安全系数n st =4。最大起重量G=20KN ，临界应力经验公式为σcr =304-1.12λ（Mpa ）。试校核此结构。（15分） 八、水平曲拐ABC 为圆截面杆，在C 段上方有一铅垂杆DK ，制造时DK 杆短了△。曲拐AB 和BC 段的抗扭刚度和抗弯刚度皆为GI P 和EI 。且GI P =4 5 EI 。杆DK 抗拉刚度为EA ，且EA=225EI a 。试求： （1）在AB 段杆的B 端加多大扭矩，才可使C 点刚好与D 点相接触？ （2）若C 、D 两点相接触后，用铰链将C 、D 两点连在一起，在逐渐撤除所加扭矩，求DK 杆内的轴力和固定端处A 截面上的内力。（15分）
西工大20年10月机考材料力学作业 试卷总分:100 得分:98 要答an：网教辅导（这四个字的拼音） 一、单选题 (共 50 道试题,共 100 分) 1.设梁变形前的轴线为x轴，变形后某截面在坐标系（a）中的挠度和转角分别为和，则在坐标系（b）中该截面的挠度和转角分别为（）。 A. B.
C.
D.
正确答案: 2.四根简支梁如图所示，其中图（）所示梁的最大挠度最小。 A.A B.B C.C D.D 正确答案: 3.设拉伸应力-应变曲线上的上，下屈服极限分别为和，则材料的屈服极限=（）。 A.
B.
C.
D.
正确答案: 4.图示梁，集中力作用在固定于截面的倒“”刚臂上，梁上最大弯矩与截面上弯矩之间的关系是（）。 A.
B.
C.
D.
正确答案: 5.在图示受扭圆轴上，轴的BC段（）。 A.有变形，无位移 B.有位移，无变形 C.既有变形，又有位移 D.既无变形，又无位移 正确答案: 6.在图示四个轴力，，和中（）。 A.
为负 B.
为负 C.
为负 D.
为负 正确答案: 7.建立圆轴扭转应力公式时，没有用到关系式（）。 A.
B.
C.
D. 正确答案: 8.对于等直梁，在以下情况下，（）是错误的。 A.梁内最大的正应力值必出现在弯距值最大的截面上 B.梁内最大的剪应力值必出现在剪力值最大的截面上 C.梁内最大的正应力值和最大的剪应力值不一定出现在同一截面上 D.在同一截面上不可能同时出现梁内最大的正应力值和最大的剪应力值正确答案: 9.细长压杆的（），则其临界应力越大。 A.弹性模量E越大或柔度
越小 B.弹性模量E越大或柔度
越大 C.弹性模量E越小或柔度
向上时，弯矩图上凸 B.当
向上时，弯矩图上凸，且为正 C.当
B.固定端支反力偶
C.铰支端支反力
D.固定端的弯矩值最大 正确答案: 15.采取（）措施，并不能提高细长压杆的稳定性。 A.增大压杆的横截面面积 B.增加压杆的表面光洁度