材料力学思考题

材料⼒学实验思考题材料⼒学实验思考题实验⼀：拉伸与压缩1、⾦属机械性能主要指⾦属材料的、、、。

其中与主要反映材料的强度，与反映材料的可塑性和延展性。

2、在拉伸和压缩实验中，测量试样的直径时要求在⼀个截⾯上交叉90度测取两次是为了消除试样的椭圆度误差。

⽽在三个截⾯平均直径中取其最⼩值的意义是求得试样的最⼩横截⾯积。

3、低碳钢拉伸时有明显的“四个”阶段，它们分别是：、、、。

4、⼯程上通常把伸长率⼤于的材料称为塑性材料。

5、对于没有明显屈服极限的塑性材料，通常⽤名义屈服应⼒来定义，也就是产⽣ 0.2％塑性应变的应⼒。

6、低碳钢的失效应⼒为，最⼤应⼒为；铸铁的失效应⼒为，最⼤应⼒为。

7、在拉伸实验中引起低碳失效的主要原因是，断裂的主要原因是。

⽽引起铸铁断裂的主要原因是，这说明低碳钢的能⼒⼤于。

⽽铸铁能⼒⼤于。

8、对于铸铁试样，拉伸破坏发⽣在___________⾯上，是由___________应⼒造成的。

压缩破坏发⽣在___________⾯上，是由_______应⼒造成的。

扭转破坏发⽣在___________⾯上，是由_______应⼒造成的。

9、低碳钢试样和铸铁试样的扭转破坏断⼝形貌有很⼤的差别。

低碳钢试样的断⾯与横截⾯重合，断⾯是最⼤切应⼒作⽤⾯，断⼝较为齐平，可知为剪切破坏；铸铁试样的断⾯是与45的螺旋⾯，断⾯是最⼤拉应⼒作⽤⾯，断⼝较为粗糙，因⽽是最⼤拉应试样的轴线成o⼒造成的拉伸断裂破坏。

10、图⽰为三种材料的应⼒—应变曲线，则：弹性模量最⼤的材料是（A）；强度最⾼的材料是（A）；塑性性能最好的材料是（C）。

11、低碳钢的拉伸应⼒—应变曲线如图所⽰，若加载⾄C点，然后卸载，则应⼒回到零值的路径是沿（C）A：曲线cbao;B：曲线cbf(b f∥oa);C：曲线ce(ce∥oa);D：曲线cd(cd∥oσ);12、对于同⼀种材料，采⽤长标距试样和短标距试样，实验所得伸长率是否相同？截⾯收缩率是否相同？13、⾦属材料拉伸时，弹性模量E是在（）测定的。

材料力学思考题材料力学是研究材料内部应力、应变和变形规律的一门学科，它在工程实践中具有非常重要的意义。

通过对材料力学的学习和思考，我们可以更好地理解材料的性能和行为，为工程设计和材料选择提供理论支持。

下面，我们将针对材料力学进行一些思考题的探讨，希望能够帮助大家更好地理解和应用这一学科。

1. 为什么材料的弹性模量是一个重要的材料参数？弹性模量是材料的一项重要参数，它反映了材料在受力时的变形能力。

弹性模量越大，表示材料的刚度越高，其变形能力越小，反之则变形能力越大。

在工程实践中，我们需要根据材料的弹性模量来选择合适的材料，以满足工程设计的要求。

此外，弹性模量还可以用来计算材料的应力和应变，对于材料的力学性能评价和预测也具有重要意义。

2. 什么是材料的屈服强度？它与材料的强度有何区别？材料的屈服强度是指材料在受力过程中发生塑性变形的临界点，即材料开始产生塑性变形的应力值。

而材料的强度则是指材料在受力下的最大承载能力，即材料抵抗破坏的能力。

屈服强度和强度的区别在于，屈服强度是材料开始产生塑性变形的应力值，而强度是材料的最大承载能力。

在工程设计中，我们需要考虑材料的屈服强度和强度，以确保材料在使用过程中不会发生塑性变形和破坏。

3. 为什么在材料的疲劳断裂中会出现裂纹扩展现象？在材料的疲劳断裂过程中，由于受到交变应力的作用，材料内部会产生应力集中现象，导致裂纹的萌生和扩展。

随着应力的作用，裂纹会逐渐扩展，最终导致材料的疲劳断裂。

裂纹扩展现象是由于材料内部的微观缺陷和应力集中引起的，这也是疲劳断裂的一个重要特征。

因此，在工程实践中，我们需要对材料的疲劳性能进行评价和预测，以确保材料在使用过程中不会发生疲劳断裂。

4. 为什么在材料的断裂过程中会出现脆性断裂和韧性断裂两种不同的断裂模式？材料的断裂过程中会出现脆性断裂和韧性断裂两种不同的断裂模式，这是由于材料的结构和性能不同所导致的。

脆性断裂是指材料在受到外部冲击或应力作用下，突然失效并产生裂纹扩展的一种断裂模式。

材料力学复习思考题1. 材料力学中涉及到的内力有哪些？通常用什么方法求解内力？轴力，剪力，弯矩，扭矩。

用截面法求解内力2. 什么叫构件的强度、刚度与稳定性？保证构件正常或安全工作的基本要求是什么？杆件的基本变形形式有哪些？构件抵抗破坏的能力称为强度。

构件抵抗变形的能力称为刚度。

构件保持原有平衡状态的能力称为稳定性。

基本要求是：强度要求，刚度要求，稳定性要求。

基本变形形式有：拉伸或压缩，剪切，扭转，弯曲。

3. 试说出材料力学的基本假设。

连续性假设：物质密实地充满物体所在空间，毫无空隙。

均匀性假设：物体内，各处的力学性质完全相同。

各向同性假设：组成物体的材料沿各方向的力学性质完全相同。

小变形假设：材料力学所研究的构件在载荷作用下的变形或位移,其大小远小于其原始尺寸 。

4. 什么叫原始尺寸原理？什么叫小变形？在什么情况下可以使用原始尺寸原理？可按结构的变形前的几何形状与尺寸计算支反力与内力叫原始尺寸原理。

可以认为是小到不至于影响内力分布的变形叫小变形。

绝大多数工程构件的变形都极其微小，比构件本身尺寸要小得多，以至在分析构件所受外力（写出静力平衡方程）时可以使用原始尺寸原理。

5. 轴向拉伸或压缩有什么受力特点和变形特点。

受力特点：外力的合力作用线与杆的轴线重合。

变形特点：沿轴向伸长或缩短6. 低碳钢在拉伸过程中表现为几个阶段？各有什么特点？画出低碳钢拉伸时的应力－应变曲线图，各对应什么应力极限。

弹性阶段：试样的变形完全弹性的，此阶段内的直线段材料满足胡克定律εσE =。

p σ --比例极限。

e σ—弹性极限。

屈服阶段：当应力超过b 点后，试样的荷载基本不变而变形却急剧增加，这种现象称为屈服。

s σ--屈服极限。

强化阶段：过屈服阶段后，材料又恢复了抵抗变形的能力， 要使它继续变形必须增加拉力.这种现象称为材料的强化。

b σ——强度极限局部变形阶段：过e 点后，试样在某一段内的横截面面积显箸地收缩，出现 颈缩 (necking)现象，一直到试样被拉断。

材料力学思考题 -回复
材料力学思考题需要具有一定的材料力学知识和解题能力，以下是一些常见的材料力学思考题：
1. 弹性模量的测定方法有哪些，各有何特点？
2. 实际工程中，为什么会出现材料的疲劳破坏现象，如何预防和延长材料的疲劳寿命？
3. 材料的断裂韧性与应变速率有关吗？如果有关，有什么特点？
4. 塑性变形过程中，为什么细晶粒材料比粗晶粒材料更容易发生断裂？
5. 如何通过研究材料的应力应变曲线，来判断材料的力学性能和断裂机制？
6. 岩石的强度是如何影响地质工程设计和施工的？
7. 材料的蠕变行为是什么？在高温环境下，材料的蠕变性能会如何变化？
8. 材料的固溶强化和位错强化是如何增强材料的力学性能的？
9. 如何通过组织显微结构的观察，来分析材料的力学性能和断裂特点？
10. 如何通过有限元分析方法，来解决复杂结构的力学问题？
以上仅是一些常见的材料力学思考题，如果你有具体的材料力学问题或者需要更深入的讨论，可以提供更具体的问题，以便提供更准确的回答。

填空：1．影响材料弹性模数的因素有、、、、、等。

2．提供材料弹性比功的途径有二，提高材料的，或降低。

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和两种。

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及各晶粒变形的的特点。

6．影响金属材料屈服强度的因素主要有、、、、等。

7．产生超塑性的条件是（1）；（2）；（3）。

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，可以将断裂分为与；按照晶体材料断裂时裂纹扩展的途径，分为和；按照微观断裂机理分为和；按作用力的性质可分为和。

9.包申格效应：金属材料经过的塑性变形,而后再同向加载,规定残余伸长应力；，规定残余伸长应力的现象。

10．剪切断裂的两种主要形式为、和。

11．解理断口的基本微观特征为、和。

12．韧性断裂的断口一般呈杯锥状，由、和三个区域组成。

13．韧度是衡量材料韧性大小的力学性能指标，其中又分为、和。

14.材料在受到应力作用时压力状态最硬，其分量为零，材料最易发生，适用于揭示塑性较好的金属材料的脆性倾向。

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；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状态，应力状态非常软，可在各种材料上进行。

15. 材料缺口敏感性除与材料本身性能、压力状态（加载方式）有关外，还与、、有关。

16. 硬度是衡量材料软硬程度的一种力学性能，按加载方式基本上可以分为和两大类，在压入法中，根据加载速率的不同又分为和。

17. 国家标准规定冲击弯曲试验用标准试样分别为试样和试样，所测得的冲击吸收功分别用标记。

18. 影响材料低温脆性的因素有、、、、、等。

一、作图题。

1．画轴力图。

32．如图所示，作扭矩图。

10N·M 15N·M 30N·MD·M3．画剪力图和弯矩图。

（1）梁受力如下图。

已知均布载荷q=3kN/m,集中力偶M=6kN·m，要求画出梁的剪力图和弯矩图，并标注出关键值。

q MB（2）试列出下图受力梁的剪力方程和弯矩方程。

画剪力图和弯矩图，并求出max Q F 和m ax M 。

设a l q F ,,,均为已知。

q qa F =q2qa M =2qa M =（3）作如下图所示梁的剪力、弯矩图。

二：选择题1. 材料力学中的力是指（ ）。

A.物体部的力B.物体部各质点间的相互作用力C.由外力作用引起的各质点间相互作用力的改变量D.由外力作用引起的某一截面两侧各质点间相互作用力的合力的改变量2．关于截面法下列叙述中正确的是（ ）A ．截面法是分析杆件变形的基本方法B ．截面法是分析杆件应力的基本方法C ．截面法是分析杆件力的基本方法D ．截面法是分析杆件力与应力关系的基本方法3．低碳钢冷作硬化后，材料的（ ）。

A ．比例极限提高而塑性降低B ．比例极限和塑性均提高C ．比例极限降低而塑性提高D ．比例极限和塑性均降低4．没有明显屈服阶段的塑性材料，通常以 2.0 表示屈服极限。

其定义有以下四个结论，正确的是（ ）。

A ．产生2%的塑性应变所对应的应力值作为屈服极限；B ．产生0.02%的塑性应变所对应的应力值作为屈服极限；C ．产生0.2%的塑性应变所对应的应力值作为屈服极限；D ．产生0.2%的应变所对应的应力值作为屈服极限。

5．关于铸铁的力学性能有以下两个结论：①抗剪能力比抗拉能力差；②压缩强度比拉伸强度高。

正确的是（ ）。

A ．①正确，②不正确；B ．①不正确，②正确；C ．①、②都正确；D ．①、②都不正确。

6．塑性材料试件拉伸试验时，在强化阶段发生的是（ ）。

A ．弹性变形；B ．塑性变形；C ．线弹性变形；D ．弹性与塑性变形。

第 一 章1-1结合工程实际或日常生活实例说明构件的强度、刚度和稳定性概念。

1-2 什么是内力？怎样用截面法求内力？1-3 什么是应力？为什么要研究应力？内力和应力有何区别和联系？1-4 试求图1-8所示两单元体的剪应变。

第 二 章2-1 什么是平面假设？建立该假设的根据是什么？它在推证应力公式中起什么作用？2-2 杆内的最大正应力是否一定发生在轴力最大的截面上？2-3何谓虎克定律？它有几种表达形式？它的应用条件是什么？2-4 若杆的总变形为零，则杆内任一点的应力、应变和位移是否也为零？为什么？2-5 低碳钢和铸铁在拉伸和压缩时失效形式有何不同？说明其原因。

2-6 如何判断材料的强度、刚度和塑性的大或小？第 三 章3-1 何谓挤压？它和轴向压缩有何不同？3-2 剪切实用计算和挤压使用计算使用了那些假设？为什么采用这些假设？第 四 章4-1传动轴的外力偶矩和功率、转速有何关系？减速箱中转速高的轴和转速低的轴哪个直径大？为什么？4-2 扭矩和剪应力之间有何关系？图4-35所示圆轴的横截面那些图的剪力分布是正确的？4-3 外径为D ，内径为d 的空心圆轴，其32d 32D I 44P π-π=，16d 16D W 33t π-π=对否？4-4对等直圆轴、阶梯轴、实心圆轴和空心圆轴扭转时，如何选取危险截面和危险点？4-5为什么条件相同的受扭空心圆轴比实心圆轴的强度和刚度大？第 五 章5-1 何谓平面弯曲、对称弯曲？5-2 “梁上max M 所在的截面上剪力一定等于零”，对吗？为什么？5-3 在写剪力方程和弯矩方程时，函数的定义域在什么情况下是开区间、什么情况下是闭区间？5-4 截面上的剪力等于截面一侧梁上所有外力在梁轴的垂线（y 轴）上投影的代数和，是否说明该截面的剪力与其另一侧梁上的外力无关？5-5 根据内力微分关系，Q dxdM =可以知道，在Q=0的截面上M 有极值。

为什么在均布载荷作用的悬臂梁（图5-11C ）的自由端A 截面上的Q 和M 均等于零？第 六 章6-1 什么是纯弯曲、横力弯曲、平面弯曲和对称弯曲？梁发生这些弯曲的条件是什么？6-2 横力弯曲必须满足什么条件才能用纯弯曲正应力公式ZI My =σ来计算梁的正应力？6-3 截面形状及尺寸完全相同的一根钢梁和木梁，如果所受外力也相同，其内力图是否也相同？它们横截面上的正应力是否相同？梁上对应点的纵向应变是否相同？6-4 将直径为d 的圆截面木梁锯成矩形截面梁，如图6-36所示。

材料力学思考题1. 强度、刚度、稳定性的概念？强度：强度要求就是指构件应有足够的抵抗破坏的能力。

刚度：刚度要求就是指构件应有足够抵抗变形的能力。

稳定性：稳定性要求就是指构件应有足够的保持原有平衡型态的能力。

2. 材料力学的研究对象是什么？材料的力学性能3. 材料力学的任务是什么？在满足强度、刚度和稳定性要求的前提下，为设计既经济又安全的构件，提供必要的理论基础和计算方法。

4. 变形固体的基本假设有哪些？连续性假设：均匀性假设；个相同性假设。

5. 外力是如何分类的？按外力的作用方式分为：表面力和体积力。

按载荷随时间变化的特点，又可分成静载荷和动载荷。

6. 内力、应力的概念？内力：物体因受外力作用而变形，其内部格部分之间因相对位置改变而引起的相互作用就是内力。

应力：单位面积上的内力。

7. 应变有哪两种？切应变和角应变8. 杆件变形的基本形式有哪些？其各自受力特点是什么？拉伸或压缩：这类变形形式是由大小相等、方向相反、作用线与杆件轴线重合的一对力引起的，表现为杆件长度的身长或缩短。

剪切：一对垂直于杆件轴线的横向力，他们大小相等、方向相反、作用线相互平行且靠的很近。

扭转：大小相等、转向相反、作用面都垂直于杆轴线的两力偶引起的。

表现为杆件的任意两个横截面发生绕轴线的相对转动。

弯曲：作用垂直于杆件轴线的横向力，或作用一对大小相等、转向相反的力偶引起的，表现为杆件轴线有直线变为曲线。

9. 简述轴向拉伸和压缩时的平面假设。

变形前原为平面的横截面，变形后仍保持为平面且仍垂直于轴线。

10. 简述轴向拉伸和压缩时横截面正应力如何分布。

正应力均匀分布于横街面上。

11. 哪个角度斜截面切应力最大？与杆件轴线成45°的斜截面上切应力最大。

12. 简述材料力学的力学性能。

指材料在外力作用下表现出的变形、破坏等方面的特性。

13. 通过拉伸和压缩实验，可获得材料的力学性能强度指标和索性指标有哪些？比例极限（弹性极限）σp、屈服极限σs、强度极限σb、弹性模量E、伸长率δ和断面收缩率ψ。

材料力学实验思考题答案1. 引言。

材料力学实验是材料力学课程的重要组成部分，通过实验可以更直观地了解材料的性能和行为。

在实验过程中，学生需要不断思考和分析，以深化对材料力学知识的理解。

本文将针对材料力学实验中的一些思考题进行解答，希望能够帮助学生更好地掌握相关知识。

2. 实验思考题答案。

2.1 为什么在材料力学实验中常常使用金属材料？答，金属材料具有良好的可塑性和韧性，适用于各种加载条件下的实验。

同时，金属材料的力学性能稳定，易于加工和制备，因此在材料力学实验中被广泛应用。

2.2 为什么在拉伸试验中会出现颈缩现象？答，在拉伸试验中，当金属材料受到拉力作用时，由于材料内部应力分布不均匀，会出现局部应力集中的现象，导致材料发生颈缩。

这是由于材料的塑性变形导致的，属于材料的典型失效形式。

2.3 为什么在材料力学实验中需要进行应力应变曲线的测定？答，应力应变曲线是材料力学性能的重要指标，通过曲线的测定可以了解材料的屈服强度、抗拉强度、延伸率等性能参数。

这对于材料的选用和设计具有重要意义，因此在材料力学实验中需要进行应力应变曲线的测定。

2.4 为什么在材料力学实验中需要进行硬度测试？答，硬度是材料抵抗局部变形的能力，是材料力学性能的重要指标之一。

通过硬度测试可以快速了解材料的硬度水平，评估材料的耐磨性和耐腐蚀性能，对于材料的使用和维护具有重要意义。

2.5 为什么在材料力学实验中需要进行冲击试验？答，冲击试验可以评估材料的韧性和抗冲击性能，对于材料在受到冲击载荷时的表现具有重要意义。

通过冲击试验可以了解材料在实际工作条件下的表现，为工程设计和材料选择提供重要参考。

3. 结语。

通过对材料力学实验思考题的解答，可以更深入地了解材料力学知识的实际应用。

希望学生在实验过程中能够不断思考和分析，提高对材料力学的理解和掌握，为将来的工程实践奠定坚实的基础。

第1章绪论一、选择题1、关于确定截面内力的截面法的适用范围，有下列四种说法：（A）适用于等截面直杆；（B）适用于直杆承受基本变形；（C）适用于不论基本变形还是组合变形，但限于直杆的横截面；（D）适用于不论等截面或变截面、直杆或曲杆、基本变形或组合变形、横截面或任意截面的普遍情况。

正确答案是。

2、关于下列结论的正确性：（1）同一截面上正应力σ与剪应力τ必相互垂直。

（2）同一截面上各点的正应力σ必定大小相等，方向相同。

（3）同一截面上各点的剪应力必相互平行。

现有四种答案：（A）（1）对；（B）（1）、（2）对；（C）（1）、（3）对；（D）（2）、（3）对。

正确答案是。

3、下列结论中哪个是正确的：（A）若物体产生位移，则必定同时产生变形；（B）若物体各点均无位移，则该物体必定无变形；（C）若物体无变形，则必定物体内各点均无位移；（D）若物体产生变形，则必定物体内各点均有位移。

正确答案是。

4、根据各向同性假设，可认为构件的下列量中的某一种量在各方向都相同：（A）应力；（B）材料的弹性常数；（C）应变；（D）位移。

正确答案是。

5、根据均匀性假设，可认为构件的下列量中的某个量在各点处都相同：（A）应力；（B）应变；（C）材料的弹性常数；（D）位移。

正确答案是。

6、关于下列结论：（1）应变分为线应变ε和切应变γ；（2）应变为无量纲量；（3）若物体的各部分均无变形，则物体内各点的应变均为零； （4）若物体内各点的应变均为零，则物体无位移。

现有四种答案： （A ）（1）、（2）对； （B ）（3）、（4）对； （C ）（1）、（2）、（3）对； （D ）全对。

正确答案是 。

7、单元体受力后，变形如图虚线所示，则切应变γ为 （A ） α； （B ） 2α； （C ） /22πα-； （D ） /22πα+。

正确答案是 。

二、填空题1、根据材料的主要性能作如下三个基本假设 ， 和 。

2、构件的承载能力包括 ， 和 三个方面。