最新材料力学性能期试卷和答案

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。

材料的力学性能课程期末试卷A卷标准答案（即评分标准）一、填空（每空1分，共10分）1、应力强度因子反映了裂纹尖端区域应力场的强度，它综合反映了__________和裂纹位置、__________对裂纹尖端应力场强度的影响。

2、对于材料的静拉伸实验，在整个拉伸过程中的变形分为弹性变形、塑性变形和__________三个阶段，塑性变形又可分为__________、均匀塑性变形和____________三个阶段。

3、材料塑性的评价，在工程上一般以光滑圆柱试样的拉伸伸长率和__________作为塑性性能指标。

常用的伸长率指标有__________、最大应力下总伸长率和最常用的__________三种。

4、根据外加应力的类型及其与裂纹扩展面的取向关系，裂纹扩展的基本方式有______________、滑开型(Ⅱ型)裂纹扩展和______________三类。

答案：1、外加应力；长度。

2、断裂、屈服、不均匀集中塑性变形。

3、断面收缩率；最大应力下非比例伸长率；断后伸长率。

4、张开型(Ⅰ型)裂纹扩展、撕开型(Ⅲ型)裂纹扩展。

\二、判断题：（每题1分，共10分）（）1、磨损包括三个阶段，这三个阶段中均能观察到摩擦现象，最后发生疲劳韧脆性断裂。

（）2、应力状态软性系数越大，最大切应力分量越大，表示应力状态越软，材料越易于产生塑性变形；反之，应力状态软性系数越小，表示应力状态越硬，则材料越容易产生脆性断裂。

（）3、断裂δ判据是裂纹开始扩展的断裂判据，而不是裂纹失稳扩展的断裂判据，显然，按这种判据设计构件是偏于保守的。

（）4、测量陶瓷、铸铁的冲击吸收功时，一般采用夏比U型缺口试样，很少采用X型及无缺口冲击试样。

（）5、应力腐蚀断裂速度远大于没有应力时的腐蚀速度，又远小于单纯力学因素引起的断裂速度。

（）6、工程设计和材料选用中一般以工程应力、工程应变为依据；但在材料科学研究中，真应力与真应变具有更重要的意义。

（）7、同一材料用不同的硬度测定方法所测得的硬度值是不相同的，且完全不可以互相转换。

一、填空题（60分）1.金属材料的性能的性能包括和。

2.力学性能包括、、、、。

3.圆柱形拉伸试样分为和两种。

4.低碳钢拉伸试样从开始到断裂要经过、、、四个阶段。

5.金属材料的强度指标主要有和。

6.金属材料的塑性指标主要有和。

7.硬度测定方法有、、。

8.夏比摆锤冲击试样有和两种。

9.载荷的形式一般有载荷、载荷和载荷三种。

10.钢铁材料的循环基数为，非铁金属循环基数为。

11.提高金属疲劳强度的方法有和。

12.50HRC表示用“C”标尺测定的硬度值为。

13.150HRW10/1000/30表示用压头直径为的硬质合金球，在kgf试验力作用下，保持s时测得的布氏硬度值为。

14.金属材料的工艺性能包括、、、、。

二、判断题（25分）1.金属的工艺性能是指金属在各种加工中所表现出的性能。

（）2.金属的力学性能是指在力作用下所显示的与弹性和非弹性反应相关或涉及应力-应变关系的性能。

（）3.拉伸试验时，试样的伸长量与拉伸力总成正比。

（）4.屈服现象是指拉伸过程中拉伸力达到Fs时，拉伸力不增加，变形量却继续增加的现象。

（）5.拉伸试样上标距的伸长量与原始标距长度的百分比，称为断后伸长率，用符号A表示。

（）6.现有标准圆形截面长试样A和短试样B，经拉伸试验测得δ10、δ5均为25%，表明试样A的塑性比试样B好。

( )7.常用的硬度试验方法有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。

（）8.做布氏硬度试验，当试验条件相同时，压痕直径越小，则材料的硬度越低。

（）9.洛氏硬度值是根据压头压入被测材料的的深度来确定的。

（）10.洛氏硬度HRC测量方便，能直接从刻度盘上读数，生产中常用于测量退火钢、铸铁和有色金属件。

（）11.一般来说，硬度高的金属材料耐磨性也好。

（）12.韧性是指金属在断裂前吸收变形能量的能力。

（）13.金属的使用性能包括力学性能、物理性能和铸造性能。

( )14.拉伸试验中拉伸力和伸长量的关系曲线称为力一伸长曲线，又称为拉伸曲线。

《材料力学》考试题集一、单选题1.构件的强度、刚度和稳定性________。

(A)只与材料的力学性质有关(B)只与构件的形状尺寸有关(C)与二者都有关(D)与二者都无关2.一直拉杆如图所示，在P力作用下。

(A) 横截面a上的轴力最大(B) 横截面b上的轴力最大(C) 横截面c上的轴力最大(D) 三个截面上的轴力一样大3.在杆件的某一截面上，各点的剪应力。

(A)大小一定相等(B)方向一定平行(C)均作用在同一平面内(D)—定为零4.在下列杆件中，图所示杆是轴向拉伸杆。

(A) (B) P(C) (D)5.图示拉杆承受轴向拉力P的作用，斜截面m-m的面积为A，则σ=P/A 为。

(A)横截面上的正应力(B)斜截面上的剪应力(C)斜截面上的正应力(D)斜截面上的应力6.解除外力后，消失的变形和遗留的变形。

(A)分别称为弹性变形、塑性变形(B)通称为塑性变形(C)分别称为塑性变形、弹性变形(D)通称为弹性变形7.一圆截面轴向拉、压杆若其直径增加—倍，则抗拉。

(A)强度和刚度分别是原来的2倍、4倍(B)强度和刚度分别是原来的4倍、2倍(C)强度和刚度均是原来的2倍(D)强度和刚度均是原来的4倍8.图中接头处的挤压面积等于。

P(A)ab (B)cb (C)lb (D)lc9.微单元体的受力状态如下图所示，已知上下两面的剪应力为τ则左右侧面上的剪应力为。

(A)τ/2 (B)τ(C)2τ(D)010.下图是矩形截面，则m—m线以上部分和以下部分对形心轴的两个静矩的。

(A)绝对值相等，正负号相同(B)绝对值相等，正负号不同(C)绝对值不等，正负号相同(D)绝对值不等，正负号不同11.平面弯曲变形的特征是。

(A)弯曲时横截面仍保持为平面(B)弯曲载荷均作用在同—平面内；(C)弯曲变形后的轴线是一条平面曲线(D)弯曲变形后的轴线与载荷作用面同在—个平面内12.图示悬臂梁的AC段上，各个截面上的。

(A)剪力相同，弯矩不同(B)剪力不同，弯矩相同(C)剪力和弯矩均相同(D)剪力和弯矩均不同13.当横向力作用于杆件的纵向对称面内时，关于杆件横截面上的内力与应力有以下四个结论。

一、名词解释Ak：冲击吸收功，表示冲击试样变形及断裂消耗的功。

KIC：断裂韧度，表示在平面应变条件下材料抵抗裂纹失稳扩展的能力。

KⅠ：应力场强度因子，表示裂纹尖端应力场的强弱。

△Kth：疲劳裂纹扩展门槛值，表示材料阻止疲劳裂纹开始扩展的性能。

NSR：静拉伸缺口敏感度，金属材料的缺口敏感性指标，缺口试样的抗拉强度σbn与等截面尺寸光滑试样的抗拉强度σb的比值。

ψ：断面收缩率，是试样拉断后，颈缩处横截面积的最大缩减量与原始横截面积的百分比，反映了材料局部变形的能力。

σ-1：疲劳极限，试样经无限次循环也不发生疲劳断裂，将对应的应力称为σ-1。

σ0.2：屈服强度，对于无明显的屈服现象，通常以发生微量的塑性变形（0.2%）时的应力，作为该钢的屈服强度。

στt：持久强度极限，材料在规定温度（t）下，达到规定的持续时间（τ）而不发生断裂的最大应力。

σtε:蠕变极限，在规定温度（t）下，使试样在规定时间内产生的稳态蠕变速率（ε）不超过规定值的最大应力。

σtδ/τ：蠕变极限，在规定温度（t）下和规定的试验时间（τ）内，使试样产生的蠕变总伸长率（δ）不超过规定值的最大应力。

E：弹性模量，表征材料对弹性变形的抗力。

σs：屈服点，呈现屈服现象的金属材料拉伸时，试样在外力不增加仍能继续伸长时的应力。

σbc：抗压强度，试样压至破坏过程中的最大应力。

δ：断后伸长率，是试样拉断后标距的长度与原始标距的百分比。

G：切变模量，在弹性范围内，切应力与切应变之比称为G。

σbc：抗压强度，试样压至破坏过程中的最大应力。

σbb：抗弯强度，指材料抵抗弯曲不断裂的能力。

GI：裂纹扩展力，表征裂纹扩展单位长度所需的力。

σp：比例极限，应力与应变成直线关系的最大应力。

σe：弹性极限，由弹性变形过渡到弹性塑性变形的应力。

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。

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。

材料力学性能考试题以下是一套材料力学性能的考试题，请学生们自行准备答题材料并根据要求完成答题。

题目一：应力和应变1. 请解释应力和应变的概念，并说明它们之间的关系。

2. 以图示法表示不同类型的应力-应变曲线，并分析它们的特点。

题目二：杨氏模量的计算一根长度为L、直径为d的钢杆，经拉伸后产生的应力为σ，应变为ε。

请计算该钢杆的杨氏模量。

题目三：冲击试验1. 冲击试验是用来评估材料韧性和抗冲击性能的一种方法，请简要描述冲击试验的原理和步骤。

2. 以图示法表示不同材料的冲击韧性曲线，并对比它们的性能差异。

题目四：硬度测试1. 谈谈硬度测试的意义，并举例说明在哪些领域中常用到硬度测试。

2. 以图示法表示不同材料的硬度曲线，并分析曲线变化的原因。

题目五：断裂力学1. 简要描述断裂力学的基本概念和理论。

2. 请解释断裂韧性以及其在材料设计中的重要性。

题目六：材料疲劳寿命1. 疲劳是材料在循环加载条件下发生的一种失效形式，请解释疲劳寿命的概念。

2. 以图示法表示不同材料的疲劳曲线，并分析曲线特点和影响因素。

题目七：塑性行为1. 简述塑性变形的概念和特点，并与弹性变形进行比较。

2. 请解释延展性和收缩性在材料塑性行为中的作用。

题目八：应力集中1. 请解释应力集中的概念，并分析应力集中的原因和对材料性能的影响。

2. 以图示法表示不同类型的应力集中情况，并讨论应力集中可能引起的失效。

题目九：裂纹扩展1. 请解释裂纹扩展的概念，并说明裂纹扩展的机制和决定因素。

2. 以图示法表示不同裂纹扩展情况，并讨论裂纹对材料强度和韧性的影响。

题目十：振动和共振1. 简要描述振动和共振的概念，并说明它们与材料性能的关联。

2. 请解释材料的固有频率以及其对共振现象的影响。

以上是材料力学性能考试题，希望学生们能根据这些题目进行准备，并且清晰、准确地回答。

祝大家考试顺利！。

材料力学性能试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 材料在拉伸过程中，当应力达到某一点时，应力不再增加而应变继续增加，这种现象称为（）。

A. 弹性变形B. 塑性变形C. 蠕变D. 断裂答案：B2. 材料的屈服强度是指（）。

A. 材料开始发生塑性变形时的应力B. 材料发生断裂时的应力C. 材料发生弹性变形时的应力D. 材料发生蠕变时的应力答案：A3. 材料的硬度是指（）。

A. 材料抵抗外力作用的能力B. 材料抵抗塑性变形的能力C. 材料抵抗弹性变形的能力D. 材料抵抗断裂的能力答案：B4. 材料的疲劳是指（）。

A. 材料在循环应力作用下逐渐产生裂纹并最终断裂的现象B. 材料在恒定应力作用下逐渐产生裂纹并最终断裂的现象C. 材料在高温下逐渐产生裂纹并最终断裂的现象D. 材料在低温下逐渐产生裂纹并最终断裂的现象答案：A5. 材料的冲击韧性是指（）。

A. 材料在冲击载荷作用下吸收能量的能力B. 材料在拉伸载荷作用下吸收能量的能力C. 材料在压缩载荷作用下吸收能量的能力D. 材料在剪切载荷作用下吸收能量的能力答案：A6. 材料的断裂韧性是指（）。

A. 材料在拉伸载荷作用下吸收能量的能力B. 材料在压缩载荷作用下吸收能量的能力C. 材料在冲击载荷作用下吸收能量的能力D. 材料在断裂过程中吸收能量的能力答案：D7. 材料的疲劳强度是指（）。

A. 材料在循环应力作用下发生断裂时的应力B. 材料在拉伸载荷作用下发生断裂时的应力C. 材料在压缩载荷作用下发生断裂时的应力D. 材料在冲击载荷作用下发生断裂时的应力答案：A8. 材料的蠕变是指（）。

A. 材料在循环应力作用下逐渐产生裂纹并最终断裂的现象B. 材料在恒定应力作用下逐渐产生裂纹并最终断裂的现象C. 材料在高温下逐渐产生裂纹并最终断裂的现象D. 材料在低温下逐渐产生裂纹并最终断裂的现象答案：B9. 材料的弹性模量是指（）。

A. 材料在拉伸载荷作用下吸收能量的能力B. 材料在压缩载荷作用下吸收能量的能力C. 材料在拉伸或压缩载荷作用下应力与应变的比值D. 材料在剪切载荷作用下吸收能量的能力答案：C10. 材料的泊松比是指（）。

材料⼒学试卷及答案7套汇总材料⼒学试卷1⼀、绘制该梁的剪⼒、弯矩图。

（15分）⼆、梁的受⼒如图,截⾯为T 字型，材料的许⽤拉应⼒[σ+]=40MPa ，许⽤压应⼒[σ-]=100MPa 。

试按正应⼒强度条件校核梁的强度。

（20分）m8m2m230170302002m3m1mM三、求图⽰单元体的主应⼒及其⽅位，画出主单元体和应⼒圆。

（15分）30四、图⽰偏⼼受压柱，已知截⾯为矩形，荷载的作⽤位置在A点，试计算截⾯上的最⼤压应⼒并标出其在截⾯上的位置，画出截⾯核⼼的形状。

(15分)五、结构⽤低碳钢A 3制成，A 端固定，B 、C 为球型铰⽀，求：允许荷载[P]。

已知：E=205GPa ，σs =275MPa ，σcr=338-1.12λ,，λp =90，λs =50，强度安全系数n=2，稳定安全系数n st =3，AB 梁为N 016⼯字钢，I z ＝1130cm 4，W z ＝141cm 3，BC 杆为圆形截⾯，直径d=60mm 。

（20分）六、结构如图所⽰。

已知各杆的EI 相同，不考虑剪⼒和轴⼒的影响，试求：D 截⾯的线位移和⾓位移。

（15分）材料⼒学2⼀、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。

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zzQS =τ，若要计算图⽰矩形截⾯A 点的剪应⼒，试计算z S 。

aa4/h4、试定性画出图⽰截⾯截⾯核⼼的形状（不⽤计算）。

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0.20m 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?。

材料⼒学性能参考答案填空：1．影响材料弹性模数的因素有键合⽅式和原⼦结构、晶体结构、化学成分、微观组织、温度、加载条件和负荷持续时间等。

2．提供材料弹性⽐功的途径有⼆，提⾼材料的弹性极限，或降低弹性模量。

3．退⽕态和⾼温回⽕态的⾦属都有包申格效应，因此包申格效应是具有的普遍现象。

4．⾦属材料常见的塑性变形机理为晶体的滑移和孪⽣两种。

5．多晶体⾦属材料由于各晶粒位向不同和晶界的存在，其塑性变形更加复杂，主要有各晶粒变形的不同时性和不均匀性及各晶粒变形的相互协调性的特点。

6．影响⾦属材料屈服强度的因素主要有晶体结构、晶界与亚结构、溶质元素、第⼆相、温度等。

7．产⽣超塑性的条件是（1）超细晶粒；（2）合适的条件，变形温度≥0.4Tm，应变速率ε≤ 10－3s－1 ；（3）应变速率敏感指数较⾼0.3≤m≤1 。

8．材料的断裂过程⼤都包括裂纹的形成与扩展两个阶段，根据断裂过程材料的宏观塑性变形过程，可以将断裂分为韧性断裂与脆性断裂；按照晶体材料断裂时裂纹扩展的途径，分为穿晶断裂和沿晶断裂；按照微观断裂机理分为剪切断裂和解理断裂；按作⽤⼒的性质可分为正断和切断。

9.包申格效应：⾦属材料经过预先加载产⽣少量的塑性变形,⽽后再同向加载,规定残余伸长应⼒增加；卸载时降低的的现象。

10．剪切断裂的两种主要形式为滑断（纯剪切断裂）和微孔聚集性断裂。

11．解理断⼝的基本微观特征为解理台阶、河流花样和⾆状花样。

12．韧性断裂的断⼝⼀般呈杯锥状，由纤维区、放射区和剪切唇三个区域组成。

13．韧度是衡量材料韧性⼤⼩的⼒学性能指标，其中⼜分为静⼒韧度、断裂韧度和冲击韧度。

14. 材料在受到三向等拉伸应⼒作⽤时压⼒状态最硬，其最⼤切应⼒分量分量为零，材料最易发⽣脆性断裂，适⽤于揭⽰塑性较好的⾦属材料的脆性倾向。

单向拉伸时，正应⼒分量较⼤，切应⼒分量较⼩，应⼒状态较硬。

⼀般⽤于塑性变形抗⼒与切断抗⼒较低的所谓塑性材料试验；弯曲、扭转时应⼒状态较软，材料易产⽣塑性变形，适⽤于在单向拉伸时容易发⽣脆断⽽不能充分反映其塑性性能的所谓脆性材料；材料的硬度试验属于三向压缩状态，应⼒状态⾮常软，可在各种材料上进⾏。