材料力学第二章答案
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-1-第一章绪论
一、选择题
1.根据均匀性假设,可认为构件的(C)在各处相同。
A.应力B.应变
C.材料的弹性系数D.位移
2.构件的强度是指(C),刚度是指(A),稳定性是指(B)。
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状态的能力
C.在外力作用下构件抵抗强度破坏的能力
3.单元体变形后的形状如下图虚线所示,则A点剪应变依次为图(a)(A),图(b)
(C),图(c)(B)。
A.0B.r2C.rD.1.5r
4.下列结论中(C)是正确的。
A.内力是应力的代数和;B.应力是内力的平均值;
C.应力是内力的集度;D.内力必大于应力;
5.两根截面面积相等但截面形状和材料不同的拉杆受同样大小的轴向拉力,它们的应
力是否相等(B)。
A.不相等;B.相等;C.不能确定;
6.为把变形固体抽象为力学模型,材料力学课程对变形固体作出一些假设,其中均匀
性假设是指(C)。
A.认为组成固体的物质不留空隙地充满了固体的体积;
B.认为沿任何方向固体的力学性能都是相同的;
C.认为在固体内到处都有相同的力学性能;
D.认为固体内到处的应力都是相同的。
二、填空题
1.材料力学对变形固体的基本假设是连续性假设,均匀性假设,各向同性假设。
2.材料力学的任务是满足强度,刚度,稳定性的要求下,为设计经济安全的构-2-件提供必要的理论基础和计算方法。
3.外力按其作用的方式可以分为表面力和体积力,按载荷随时间的变化情况可以
分为静载荷和动载荷。
4.度量一点处变形程度的两个基本量是(正)应变ε和切应变γ。
三、判断题
1.因为构件是变形固体,在研究构件平衡时,应按变形后的尺寸进行计算。(×)
2.外力就是构件所承受的载荷。(×)
3.用截面法求内力时,可以保留截开后构件的任一部分进行平衡计算。(√)
4.应力是横截面上的平均内力。(×)
5.杆件的基本变形只是拉(压)、剪、扭和弯四种,如果还有另一种变形,必定是这四种
变形的某种组合。(√)
6.材料力学只限于研究等截面杆。(×)
第二章
习题
2-1 一螺栓连接如图所示,已知P=200 kN, =2 cm,螺栓材料的许用切应力[τ]=80Mpa,试求螺栓的直径。
2-2 销钉式安全离合器如图所示,允许传递的外力偶距 m=10kN·cm,销钉材料的剪切强度极限=360 Mpa,轴的直径D=30
mm,为保证m>30000 N·cm 时销钉被剪切断,求销钉的直径 d。
2-3 冲床的最大冲力为400 kN,冲头材料的许用应力[σ]=440
Mpa,被冲剪钢板的剪切强度极限=360 Mpa。求在最大冲力作用
下所能冲剪圆孔的最小直径D和钢板的最大厚度。
2-4 已知图示铆接钢板的厚度=10 mm,铆钉的直径为[τ]=140
Mpa,许用挤压应力[]=320 Mpa,P=24 kN,试做强度校核。
2-5 图示为测定剪切强度极限的试验装置。若已经低碳钢试件的直径D=1 cm,剪断试件的外力P=50.2Kn,问材料的剪切强度极
限为多少?
2-6一减速机上齿轮与轴通过平键连接。已知键受外力P=12 kN,所用平键的尺寸为b=28 mm,h=16 mm,l=60 mm,键的许用应
力[τ]=87 Mpa,[]=100 Mpa。试校核键的强度。
2-7图示连轴器,用四个螺栓连接,螺栓对称的安排在直径D=480
mm的圆周上。这个连轴结传递的力偶矩m=24 kN·m,求螺
栓的直径d需要多大?材料的许用切应力[τ]=80 Mpa。
(提示:由于对称,可假设个螺栓所受的剪力相等)
2-8 图示夹剪,销子C的之间直径为0.6 cm,剪直径与销子直径相同的铜丝时,若力P=200 N,a=3 cm,b=15 cm,求铜丝与销子
横截面上的平均切应力。
2-9 一冶炼厂使用的高压泵安全阀如图所示,要求当活塞下高压液体的压强达到p=3.4 Mpa时,使安全销沿1-1和2-2两截面剪断,从而使高压液体流出,以保证泵的安全。已知活塞直径D=5.2cm,安全销采用15号钢,其剪切强度极限=320 Mpa,试确
第一章 单向静拉伸力学性能
1、 解释下列名词。
1弹性比功: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:金属材料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称为滞弹性,也就是应变落后于应力的现象。
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循环韧性。
4.包申格效应:金属材料经过预先加载产生少量塑性变形,卸载后再同向加载,规定残余伸长应力增加;反向加载,规定残余伸长应力降低的现象。
5.解理刻面:这种大致以晶粒大小为单位的解理面称为解理刻面.
6.塑性:金属材料断裂前发生不可逆永久(塑性)变形的能力。
韧性:指金属材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力。
7.解理台阶:当解理裂纹与螺型位错相遇时,便形成一个高度为b的台阶.
8。河流花样:解理台阶沿裂纹前端滑动而相互汇合,同号台阶相互汇合长大,当汇合台阶高度足够大时,便成为河流花样。是解理台阶的一种标志。
9.解理面:是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的穿晶断裂,因与大理石断裂类似,故称此种晶体学平面为解理面。
10.穿晶断裂:穿晶断裂的裂纹穿过晶内,可以是韧性断裂,也可以是脆性断裂.
沿晶断裂:裂纹沿晶界扩展,多数是脆性断裂.
11。韧脆转变:具有一定韧性的金属材料当低于某一温度点时,冲击吸收功明显下降,断裂方式由原来的韧性断裂变为脆性断裂,这种现象称为韧脆转变
12.弹性不完整性:理想的弹性体是不存在的,多数工程材料弹性变形时,可能出现加载线与卸载线不重合、应变滞后于应力变化等现象,称之为弹性不完整性。弹性不完整性现象包括包申格效应、弹性后效、弹性滞后和循环韧性等
2、 说明下列力学性能指标的意义。
答:E弹性模量 G切变模量 r规定残余伸长应力 2.0屈服强度 gt金属材料拉伸时最大应力下的总伸长率 n 应变硬化指数 【P15】
材料力学课后习题答案
材料力学课后习题答案
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1、解释下列名词
1弹性比功: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:金属材料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称为滞弹性也就是应变落后于应力的现象
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循环韧性
4.包申格效应:金属材料经过预先加载产生少量塑性变形卸载后再同向加载规定残余伸长应力增加;反向加载规定残余伸长应力降低的现象
5.解理刻面:这种大致以晶粒大小为单位的解理面称为解理刻面
6.塑性:金属材料断裂前发生不可逆永久(塑性)变形的能力
韧性:指金属材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力
7.解理台阶:当解理裂纹与螺型位错相遇时便形成1个高度为b 的台阶
8.河流花样:解理台阶沿裂纹前端滑动而相互汇合,同号台阶相互汇合长大,当汇合台阶高度足够大时,便成为河流花样是解理台阶的1种标志
9.解理面:是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的穿晶断裂因与大理石断裂类
似故称此种晶体学平面为解理面
10.穿晶断裂:穿晶断裂的裂纹穿过晶内可以是韧性断裂也可以是脆性断裂沿晶断裂:裂纹沿晶界扩展多数是脆性断裂
11.韧脆转变:具有一定韧性的金属材料当低于某一温度点时冲击吸收功明显下降断裂方式由原来的韧性断裂变为脆性断裂这种现象 称为韧脆转变
12.弹性不完整性:理想的弹性体是不存在的多数工程材料弹性变形时可能出现加载线与卸载线不重合、应变滞后于应力变化等现象,称之为弹性不完整性弹性不完整性现象包括包申格效应、弹性后效、弹性滞后和循环韧性等
决定金属屈服强度的因素有些?
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