西安交通大学材料力学-06
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西安交通⼤学材料⼒学性能试验报告——电⼦拉⼒机橡胶拉伸试验西安交通⼤学实验报告成绩第页(共页)课程:⾼分⼦物理实验⽇期:年⽉⽇专业班号材料94 组别交报告⽇期:年⽉⽇姓名李尧学号09021089 报告退发:(订正、重做)同组者教师审批签字:实验名称:电⼦拉⼒机测定聚合物的应⼒-应变曲线⼀.实验⽬的1.掌握拉伸强度的测试原理和测试⽅法,掌握电⼦拉⼒机的使⽤⽅法及共⼯作原理;2.了解橡胶在拉伸应⼒作⽤下的形变⾏为,测试橡胶的应⼒-应变曲线;3.通过应⼒-应变曲线评价材料的⼒学性能(初始模量、拉伸强度、断裂伸长率);4.了解测试条件对测试结果的影响;5.熟悉⾼分⼦材料拉伸性能测试标准条件。
⼆.实验原理随着⾼分⼦材料的⼤量使⽤,⼈们迫切需要了解它的性能。
⽽拉伸性能是⾼分⼦聚合物材料的⼀种基本的⼒学性能指标。
拉伸试验是⼒学性能中⼀种常⽤的测试⽅法,它是在规定的试验温度、湿度和拉伸速度下,试样上沿纵向施加拉伸载荷⾄断裂。
在材料试验机上可以测定材料的屈服强度、断裂强度、拉伸强度、断裂伸长率。
影响⾼聚物实际强度的因素有:1)化学结构。
链刚性增加的因素都有助于增加强度,极性基团过密或取代基过⼤,阻碍链段运动,不能实现强迫⾼弹形变,使材料变脆。
2)相对分⼦质量。
在临界相对分⼦质量之前,相对分⼦质量增加,强度增加,越过后拉伸强度变化不⼤,冲击强度随相对分⼦质量增加⽽增加,没有临界值。
3)⽀化和交联。
交联可以有效增强分⼦链间的联系,使强度提⾼。
分⼦链⽀化程度增加,分⼦间作⽤⼒⼩,拉伸强度降低,⽽冲击强度增加。
4)应⼒集中。
应⼒集中处会成为材料破坏的薄弱环节,断裂⾸先在此发⽣,严重降低材料的强度。
5)添加剂。
增塑剂、填料。
增强剂和增韧剂都可能改变材料的强度。
增塑剂使⼤分⼦间作⽤⼒减少,降低了强度。
⼜由于链段运动能⼒增强,材料的冲击强度增加。
惰性填料只降低成本,强度也随之降低,⽽活性填料有增强作⽤。
6)结晶和取向。
结晶度增加,对提⾼拉伸强度、弯曲强度和弹性模量有好处。
《工程力学》在线作业1A:AB:BC:CD:D正确选项:A材料力学的主要研究对象是()。
A:刚体B:等直杆C:静平衡物体D:弹性体正确选项:B下列关于位移和变形的结论中,只有( ) 是正确的。
A:若物体各点均无位移,则该物体必定无变形;B:若物体产生位移,则必定同时产生变形;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。
正确选项:AA:AB:BC:CD:D正确选项:C压杆稳定的欧拉公式适用的范围,以下四种情况哪种是错误的( )? A:细长杆B:λ≥λ1C:弹性范围内D:屈服极限范围内正确选项:D力偶对的刚体的作用效应是()A:平动B:转动C:既平动又转动D:无法确定正确选项:BA:B:C:D:正确选项:A关于下列结论的正确性:①同一截面上正应力σ与切应力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同一截面上各点的切应力τ必相互平行。
现在有如下四种答案,正确的是()。
A:1对B:1、2对C:1、3对D:2、3对正确选项:A力矩不为零的条件是( )A:作用力和力臂均不为零B:作用力和力臂均为零C:作用力不为零D:力臂不为零正确选项:AA:B:C:D:正确选项:B力在轴上投影是()。
A:矢量B:代数量C:零D:不一定是矢量正确选项:B等截面直梁在弯曲变形时,在()最大处挠度曲线曲率最大。
A:挠度B:转角C:剪力D:弯矩。
西南交大材料力学教学大纲(正式)第一篇:西南交大材料力学教学大纲(正式)《材料力学》教学大纲一、课程内容与基本要求 01.绪论材料力学的任务,变形固体的基本假定,杆件变形的基本形式。
02.轴向拉伸和压缩力的可移动性原理,截面法,轴力和轴力图;横截面上的应力,圣文南原理;纵向变形,线应变,拉压胡克定律,弹性模量、横向变形、泊桑比,变形与位移的计算;材料拉伸和压缩时的力学性能,安全系数,容许应力,强度条件;应力集中的概念。
03.扭转薄壁圆筒扭转,纯剪切,剪应变,剪应力互等定理,剪切胡克定律,剪切弹性模量;外力偶矩计算,扭矩与扭矩图;圆柱扭转时横截面上的应力;极惯性矩、抗扭截面模量,强度条件;扭转角和单位长度扭转角,刚度条件;矩形截面杆的扭转,自由扭转和约束扭转。
04.弯曲应力平面弯曲的概念,梁的计算简图;剪力和弯矩的概念,剪力方程和弯矩方程,剪力图和弯矩图;直梁弯矩、剪力与分布荷载集度间的关系及其应用;平面刚架及曲杆的内力图;直梁纯弯曲时的正应力;弯矩与曲率之间的关系,抗弯刚度,抗弯截面模量;横力弯曲时梁的正应力,梁的正应力强度条件;矩形截面梁的弯曲剪应力,工字型及薄壁环形截面梁的腹板及翼缘上的剪应力,梁的剪应力强度条件。
05.梁弯曲时的位移梁的变形和位移,挠度和转角,梁的挠曲线近似微分方程,位移边界条件和连续条件;挠曲线的描绘;用积分法求梁的挠度和转角;用叠加法求梁的挠度和转角;梁的刚度校核;弯曲应变能。
06.简单超静定问题拉压超静定问题(一次超静定),装配应力,温度应力;简单的扭转超静定问题;简单超静定梁。
07.应力状态和强度理论应力状态的概念;平面应力状态的分析(以应力圆为主)主平面(包括求其方位),主应力;三向应力圆、最大剪应力;广义胡克定律;主单元体形式的三向应力状态的应变能密度,体积改变和形状改变应变能密度,体积应变的概念;强度理论的概念,脆性断裂和塑性流动(屈服)破坏形式;最大拉应力理论,最大拉应变理论,最大剪应力理论,形状改变比能理论,相当应力的概念;莫尔强度理论简介;强度理论的应用。
西安交通大学课程考试复习资料单选题1.设轴向拉伸杆横截面上的正应力为σ,则45o斜截面上的正应力和剪应力( )A.分别为σ/2和σB.均为σC.分别为σ和σ/2D.均为σ/2答案: D2.关于压杆临界力的大小,说法正确的答案是( )A.与压杆所承受的轴向压力大小有关B.与压杆的柔度大小有关C.与压杆所承受的轴向压力大小有关D.与压杆的柔度大小无关答案: B3.单位长度扭转角θ与( )无关A.杆的长度B.扭矩C.材料性质D.截面几何性质答案: A4.在以下措施中( )将会降低构件的持久极限A.增加构件表面光洁度B.增加构件表面硬度C.加大构件的几何尺寸D.减缓构件的应力集中答案: C5.在非对称循环应力下,材料的持久极限为σr=σa+σm,若构件的应力集中,表面质量和尺寸的综合影响系数为α,则构件的持久极限=( )A.σa+σmB.α(σa+σm)C.ασa+σmD.ασa+σm答案: C6.在相同的交变载荷作用下,构件的横向尺寸增大,其( )A.工作应力减小,持久极限提高B.工作应力增大,持久极限降低C.工作应力增大,持久极限提高D.工作应力减小,持久极限降低答案: D7.材料的持久极限与试件的( )无关A.材料B.变形形式C.循环特征D.最大应力答案: D8.关于理论应力集中系数α和有效应力集中系数Kσ有以下四个结论。
其中( )是正确的A.α与材料性质无关系,Kσ与材料性质有关系B.α与材料性质有关系,Kσ与材料性质无关系C.α和Kσ均与材料性质有关系D.α和Kσ均与材料性质无关系答案: A9.有效应力集中系数Kσ和尺寸系数εσ的数值范围分别为( )A.Kσ>1, εσ<1B.Kσ<1, εσ<1C.Kσ>1, εσ>1D.Kσ<1, εσ>1答案: A10.脆性材料的破坏应力是( )A.比例极限B.弹性极限C.屈服极限D.强度极限答案: D11.塑性材料的名义屈服应力使用( )A.σS表示B.σb表示C.σp表示D.σ0.2表示答案: D12.在冲击应力和变形实用计算的能量法中,因为不计被冲击物的质量,所以计算结果与实际情况相比,( )A.冲击应力偏大,冲击变形偏小B.冲击应力偏小,冲击变形偏大C.冲击应力和冲击变形均偏大D.冲击应力和冲击变形均偏小答案: C13.厚壁玻璃杯倒入开水发生破裂时,裂纹起始于( )A.内壁B.外壁C.壁厚的中间D.整个壁厚答案: B14.铸铁水管冬天结冰时会因冰膨胀而胀裂,而管内的冰不破碎,这是因为( )A.冰的强度比铸铁高B.冰的温度比铸铁高C.冰的应力相当小D.冰处于三向等压应力状态答案: D15.对于二向等拉的应力状态,除( )强度理论外,其他强度理论的相当应力都相等A.第一B.第二C.第三D.第四答案: B16.一受静水压力的小球,下列结论中错误的是( )A.球内各点的应力状态均为三向等压B.球内各点不存在切应力C.小球的体积应变为零D.小球的形状改变比能为零答案: C17.滚珠轴承中,滚珠和外圆接触点处的应力状态是( )应力状态A.单向B.二向C.三向D.纯剪切答案: C18.应用叠加原理求梁横截面的挠度、转角时,需要满足的条件有( )A.梁必须是等截面的B.梁必须是静定的C.变形必须是小变形D.梁的弯曲必须是平面弯曲答案: C19.非对称的薄壁截面梁承受横向力时,若要求梁只产生平面弯曲而不发生扭转,则横向力作用的条件是( )A.作用面与形心主惯性平面重合B.作用面与形心主惯性平面平行C.通过弯曲中心的任意平面D.通过弯曲中心,平行于主惯性平面答案: D20.梁发生平面弯曲时,其横截面绕( )旋转A.梁的轴线B.截面对称轴C.中性轴D.截面形心答案: C21.梁在某一段内作用有向下的分布力时,则在该段内M图是一条 ( )A.上凸曲线B.下凸曲线C.带有拐点的曲线D.斜直线答案: A22.梁在集中力偶作用的截面处,它的内力图为( )A.Q图有突变, M图无变化B.Q图有突变,M图有转折C.M图有突变,Q图无变化D.M图有突变,Q图有转折答案: C23.梁在集中力作用的截面处,它的内力图为( )A.Q图有突变, M图光滑连续B.Q图有突变,M图有转折C.M图有突变,Q图光滑连续D.M图有突变,Q图有转折24.描述构件上一截面变形前后的夹角叫( )A.线位移B.转角C.线应变D.角应变答案: B25.阶梯圆轴的最大切应力发生在( )A.扭矩最大截面B.直径最小的截面C.单位长度扭转角最大的截面D.不能确定答案: D26.应用拉压正应力公式σ=N/A的条件是( )A.应力小于比例极限B.外力的合力沿杆轴线C.应力小于弹性极限D.应力小于屈服极限答案: B27.滚珠轴承中,滚珠和外圆接触点处的应力状态是()应力状态。
西安交大强基计划工程力学初试试题一、单项选择题(本大题有6小题,每小题2分,共12分)1、关于力的平行四边形法则,以下说法正确的是:A. 只适用于两个力的合成B. 适用于任意多个力的合成C. 只适用于共点力D. 不适用于静力分析答案:C解析:力的平行四边形法则是用于合成两个共点力的方法,即通过平行四边形的对角线来表示两个力的合力。
该方法只适用于共点力的情况,因此选项C正确。
选项A 错误,因为虽然它描述了两个力的合成,但未强调共点力的条件;选项B错误,因为平行四边形法则不适用于多个力的合成;选项D错误,因为平行四边形法则在静力分析中是常用的工具。
2、在静力学中,关于平衡条件,以下说法错误的是:A. 物体受力的合力为零时,物体一定处于平衡状态B. 物体受力的合力为零且合力矩也为零时,物体一定处于平衡状态C. 物体受力的合力矩为零时,物体一定处于平衡状态D. 物体受力的合力为零,但合力矩不为零时,物体可能处于平衡状态答案:C解析:物体处于平衡状态的条件是受力的合力为零且合力矩也为零。
选项A正确,因为合力为零是平衡的必要条件之一;选项B正确,因为合力为零且合力矩为零是平衡的充要条件;选项C错误,因为合力矩为零并不一定意味着物体处于平衡状态,合力也必须为零;选项D错误,因为如果合力为零但合力矩不为零,物体仍然会转动,不会处于平衡状态。
3、关于平面应力状态,以下说法正确的是:A. 主应力方向与剪应力方向一致B. 主应力方向上剪应力为零C. 剪应力方向上正应力为零D. 主应力方向与正应力方向垂直答案:B解析:在平面应力状态下,主应力是指在该平面上剪应力为零的应力状态。
因此,主应力方向上剪应力为零是正确的。
选项A错误,因为主应力方向与剪应力方向是垂直的;选项C错误,因为剪应力方向上正应力不一定为零;选项D错误,因为主应力方向与正应力方向是重合的,而不是垂直的。
4、在材料力学中,以下哪种情况属于平面应变问题?A. 长柱体在轴向载荷作用下的变形B. 薄板在平面内受力的变形C. 圆柱体在扭矩作用下的变形D. 球形壳体在均匀内压作用下的变形答案:B解析:平面应变问题是指在一个平面内发生的应变,而垂直于该平面的应变可以忽略不计。
材料力学西交《材料力学》在线作业一,判断题1. 虎克定律适用于弹性变形范围内。
()A. 错误B. 正确?正确答案:A2. 一点处各方向线应变均相等。
()A. 错误B. 正确?正确答案:A3. 压强是构件表面的正应力。
()A. 错误B. 正确?正确答案:A4. 外力是构件所承受的载荷。
()A. 错误B. 正确?正确答案:A5. 产生轴向拉压变形杆件的外力必须是一对沿杆轴线的集中力。
()A. 错误B. 正确?正确答案:A6. 材料力学是研究构件承载能力的一门学科。
()A. 错误B. 正确?正确答案:B7. 杆件的基本变形只是拉(压)、剪、扭、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。
()A. 错误B. 正确正确答案:B8. 材料力学只研究因构件变形引起的位移()A. 错误B. 正确?正确答案:B9. 角应变是变形后,构件中任意两根微线段夹角角度的变化量。
()A. 错误B. 正确?正确答案:A10. 材料力学只限于研究等截面直杆。
()A. 错误B. 正确?正确答案:A11. 因为构件是变形固体,在研究构件的平衡时,应按变形后的尺寸进行计算。
()A. 错误B. 正确?正确答案:A12. 只有超静定结构才可能有装配应力和温度应力。
()A. 错误B. 正确?正确答案:B13. 线应变是构件中单位长度的变形量。
()A. 错误B. 正确?正确答案:A14. 应力是横截面的平均内力。
()A. 错误B. 正确?正确答案:A15. 材料力学的任务是尽可能使构件既安全又经济。
()A. 错误B. 正确?正确答案:B16. 用截面法求内力时,可以保留构件的任一部分进行计算。
()A. 错误B. 正确?正确答案:B17. 材料力学研究的内力是构件各部分的相互作用力。
()A. 错误B. 正确?正确答案:A18. 材料力学只限于研究弹性范围内的小变形情况。
()A. 错误B. 正确?正确答案:B19. 拉杆伸长后,横向会缩短,这是因为杆有横向应力存在。
西南交大材料力学教案一、引言1. 课程背景材料力学是工程专业的一门重要基础课程,主要研究材料在外力作用下的力学行为,包括弹性、塑性、断裂等现象。
通过对材料力学的学习,使学生掌握材料的基本力学性质,能够分析评价材料的力学性能,为工程设计和施工提供理论依据。
2. 课程目标(1)理解材料力学的基本概念、原理和公式;(2)掌握材料力学性能的测试方法和技术;(3)能够运用材料力学知识分析和解决实际工程问题。
二、弹性理论1. 弹性与弹性形变介绍弹性的概念,解释弹性形变、弹性模量、泊松比等基本概念,并通过实例说明弹性形变在实际工程中的应用。
2. 应力与应变讲解应力、应变的概念及计算方法,分析拉压杆、扭转、弯曲等基本受力状态下的应力与应变关系,引导学生运用弹性理论分析实际问题。
3. 弹性方程与弹性能量推导弹性方程,讲解位移场、应力张量等概念,介绍弹性能量的表达式,探讨弹性能量在工程中的应用。
三、塑性理论1. 塑性与塑性变形介绍塑性的概念,分析塑性变形的特点,讲解塑性变形的测量方法,以及塑性变形在工程中的应用。
2. 塑性准则与屈服条件介绍屈服的概念,讲解塑性准则(包括屈服强度、极限强度等),分析不同加载路径下的屈服条件。
3. 塑性变形的基本方程推导塑性变形的基本方程,讲解应力增量、应变增量等概念,引导学生运用塑性理论分析实际问题。
四、断裂与疲劳1. 断裂力学基础介绍断裂力学的概念,讲解断裂韧度、裂纹扩展速率等基本参数,分析断裂力学在工程中的应用。
2. 疲劳与疲劳寿命讲解疲劳现象,分析疲劳寿命的影响因素,介绍疲劳强度设计方法,探讨疲劳损伤在工程中的应用。
3. 断裂与疲劳的防治措施分析断裂与疲劳产生的原因,讨论防治措施,如材料选择、结构设计优化、焊接技术等。
五、材料力学实验1. 实验目的与意义讲解材料力学实验在教学和科研中的重要性,明确实验目标,使学生了解实验方法和技巧。
2. 实验设备与方法介绍实验设备、实验原理及实验方法,如拉伸试验、压缩试验、弯曲试验等,引导学生动手进行实验操作。
实验报告四水平线垂直,并正确队中。
6.初载时将长针对BC线上,短针对至红点,或有的硬度计长、短针均重合对准B-O线上。
7.加主载,待保载时间结束后,读取C标尺所规定的读书,小数点留一位为估值;8.逆时针方向旋转使载物台下降,方可取走式样,每次至少打三点读取平均值,若三点值在5°以内有效,若偏差超范围,需继续打硬度,直至数据稳定。
分析各种试样的硬度试验方法与试验条件的选择原则。
答:布氏硬度实验试样的选择原则:用较大直径的球体压头压出面积较大的压痕,适合强度级别较低的金属材料硬度的测定,由于压痕较大,测试面积也较大,所以可以测得金属各组成部分的平均硬度值,硬度值比较稳定,精度高,但是效率差且测试的范围有限。
试验条件的选择原则:要求d/D=~之间,通过大量实验可以得图一所示试验结果当试验开始加力后在试验力很小时,硬度值随着试验力的增加成比例上升。
当试验力达到一定值时,硬度值达到一个稳定值,超过某一试验力后,硬度开始降低,也就是说在一定范围内的试验力内硬度值稳定后则与试验力大小无关,即符合HB=F/S关系,因此在布氏硬度实验中应选择与试验力变化无关的试验力,D=是其理想条件,而此时钢球压痕的外切交角为136°。
图一压痕深度t和压痕直径d的关系维氏硬度实验试样的选择原则:测量硬度范围涉及到目前所知的绝大部分金属材料的硬度,主要用于测量面积小、硬度值较高的试样和工件硬度,各种标处理后的渗层或镀层以及薄材的硬度。
洛氏硬度实验试样的选择原则:由于使用的试验力较小,因此压痕较浅,对工作表面损伤很小,可以用于测定半成品或成品工作的硬度。
根据不同硬度的压头可以测量较硬或较软材料的硬度,适用范围广。
西安交通大学材料力学性能实验报告—冲击韧性一.实验目的
本实验旨在研究材料对冲击荷载的韧性表现,分析其与冲击能量、材料构造和材料参数之间的相互关系,以验证理论计算结果,为材料性能求解提供依据。
二.实验原理
冲击实验是使用特殊设备,将样品悬挂于振动架上,然后用催化剂控制的火花点燃燃气發生器施加冲击力,不断累积冲击能量,直至样品断裂,记录全部过程中材料表现的参数以及其断裂的形态,力学参数和材料的影响参数。
三.实验设备
DDT-2型冲击实验机,可以很好地反映样品的冲击性能。
它由振动架、火花点燃器、控制系统和测量仪器组成,可以有效地产生比较大的冲击力。
四.实验方法
使用样品尺寸为AA50进行实验,测试步长AA=1.0m,每组测试重复10次,放入冲击机中,将火花燃烧器置于振动架底端,样品置于燃烧器上,采用恒速点火的方法,在规定的冲击速度的范围内不断施加冲击力,每120S内累积冲击能量,一旦样品破裂,9g烟火药会被点燃释放出烟雾,从而可以实现测试反应时间的计算。
五.实验结果
AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA
实验中,样品在冲击力的作用下呈线性降低冲击强度,且发现冲击能量與断裂面积之间存在一定的正相关性,而断裂形状受到温度的影响很大,温度愈高,断口的孔洞愈大,造成材料的力学性能削弱。
六.结论。
实验报告四验面,如果试样是曲面应确保压头作用力方向与实验部位最高点作的水平线垂直,并正确队中。
6.初载时将长针对BC线上,短针对至红点,或有的硬度计长、短针均重合对准B-O线上。
7.加主载,待保载时间结束后,读取C标尺所规定的读书,小数点留一位为估值;8.逆时针方向旋转使载物台下降,方可取走式样,每次至少打三点读取平均值,若三点值在5°以内有效,若偏差超范围,需继续打硬度,直至数据稳定。
分析各种试样的硬度试验方法与试验条件的选择原则。
答:布氏硬度实验试样的选择原则:用较大直径的球体压头压出面积较大的压痕,适合强度级别较低的金属材料硬度的测定,由于压痕较大,测试面积也较大,所以可以测得金属各组成部分的平均硬度值,硬度值比较稳定,精度高,但是效率差且测试的范围有限。
试验条件的选择原则:要求d/D=0.24~0.60之间,通过大量实验可以得图一所示试验结果当试验开始加力后在试验力很小时,硬度值随着试验力的增加成比例上升。
当试验力达到一定值时,硬度值达到一个稳定值,超过某一试验力后,硬度开始降低,也就是说在一定范围内的试验力内硬度值稳定后则与试验力大小无关,即符合HB=F/S关系,因此在布氏硬度实验中应选择与试验力变化无关的试验力,D=0.325D是其理想条件,而此时钢球压痕的外切交角为136°。
图一压痕深度t和压痕直径d的关系维氏硬度实验试样的选择原则:测量硬度范围涉及到目前所知的绝大部分金属材料的硬度,主要用于测量面积小、硬度值较高的试样和工件硬度,各种标处理后的渗层或镀层以及薄材的硬度。
洛氏硬度实验试样的选择原则:由于使用的试验力较小,因此压痕较浅,对工作表面损。