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材料力学实验题及答案

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材料力学实验思考题 

材料的力学性能 

1．金属机械性能主要指金属材料的 屈服极限 、强度极限 、延伸率、断面收缩率 。 其中

屈服极限 与强度极限 主要反映材料的强度，延伸率 与断面收缩率 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： 线性阶段 、 屈服阶段 、 硬

化阶段 、 颈缩阶段 。 

4、 工程上通常把伸长率大于 5% 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、低碳钢的极限应力为 屈服极限 ，铸铁的极限应力为 强度极限 。 

7、在拉伸实验中引起低碳钢屈服的主要原因是 切应力 。而引起铸铁断裂的主要原因是 拉

应力 ，这说明低碳钢的 抗拉 能力大于 抗剪 。而铸铁 抗剪 能力大于 抗拉

能力。 

8、对于铸铁试样，拉伸破坏发生在横截面上，是由拉应力造成的。压缩破坏发生在斜截面上，是由切应力造成的。扭转破坏发生在45度螺旋面上，是由最大拉应力造成的。 

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试

样的轴线成o45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A 

  

B 

C 路径是沿（C） 

A：曲线cbao;

B：曲线cbf(bf∥oa); 

C：曲线ce(ce∥oa); 

D：曲线cd(cd∥oσ); 12、铸铁圆棒在外力作用下，发生图示的破坏形式，其破坏前的受力状态如图（ D ）。

 13、金属材料拉伸时，弹性模量E是在（ B ）测定的。

A 弹性阶段 B 线性弹性阶段 

C 强化阶段 D 局部变形阶段 

14、 塑性材料冷作硬化后，材料的力学性能发生了变化。试判断以下结论哪一个是正确的：

（ B ）

（A）屈服应力提高，弹性模量降低； （B）比例极限提高，塑性降低；

（C）屈服应力不变，弹性模量不变； （D）比例极限不变，塑性不变。

15、 有关铸铁材料的强度和刚度，如下四条论断中不正确的是： A 。

A铸铁的拉伸刚度小于压缩刚度 B铸铁的抗压强度大于抗扭强度

C 铸铁的抗扭强度大于抗拉强度 D 铸铁试件扭转试验中断裂，其实是被拉断

电测部分 

16、 电阻应变片测出的是 （ C )

A. 剪应变 Ｂ．剪应力 Ｃ．线应变 Ｄ．正应力

17、 电阻应变片的灵敏度系数K指的是（B )。 

A. 应变片电阻值的大小 

B. 单位应变引起的应变片相对电阻值变化 

C. 应变片金属丝的截面积的相对变化 

D. 应变片金属丝电阻值的相对变化 

18、电阻应变片所测量的应变是（ A ） 

A、应变片栅长范围的平均应变； B、应变片长度范围的平均应变；

C、应变片栅长中心点处的应变； D、应变片栅长两端点处应变的平均值；

19、在电测中，进行温度补偿是为了消除 环境温度变化对测量的影响。 

20、有四枚电阻应变片1R，2R，3R和4R贴在构件的四个测点，用单点加温度补偿法逐点

测得四个点的应变分别为3001，3002，4003，4004。若将这四枚应变片接成图示的全桥形式，应变仪的读数是( A )。 

(A)1400rd 

(B) 600rd 

(C) 800rd 

(D) 0rd 

21、受扭圆轴上贴有3个应变片，如图所示, 实验时测得应变片( C )的读数为0。 A：1和2； B：2和3； C：1和3； D：1、2和3。 

22、直径为d的圆截面杆承受处力偶矩eM，测得该杆表面与纵线成45º方向上的线应变为

（如图所示），则些材料的剪切弹性模量

G为（B） 

A：34

dMe B：38

dMe C：

312

dMe 

23、 如图示，沿梁横截面高度粘贴五枚

电阻应变片，编号如图，测得其中三枚应变片的应变

读数分别为-29、2和60，试判断所对应的应变

片编号为（ D ）。

A．1、3、5； B．2、4、5；

C．2、3、4； D．2、3、5。 

24、 如下图所示杆件受力、应变片分布以及应变电测连

接线路，则该电桥测量的应变是（B ） 

A 由弯矩M引起的正应变 B 由力P引起的正应变 

C 由弯矩M和P引起的正应变 D 由弯矩M和P引起的剪应变 

25、图1所示拉伸试件上电阻应变片R1和R2互相垂直，采用半桥接法，R1接AB桥，R2

接BC桥。在拉力F作用下，R1和R2的应变值分别为 1和2，若材料的泊松比为  ，则读数

应变 r = B。 

A．1+2 B．(1+ )1 C．(1 )1 D．(1+ )2 

26、测量弹性模量和泊松比时，在试件两侧粘贴电阻应变片是为了消除上下夹具不在垂直线

上，试件不直等的影响。

27、梁在弯曲时,已知材料的E,μ, 要测定梁上中性层应力，D

（A）在梁中性层沿轴向贴一应变片； 

（B）在梁上下表面沿轴向各贴一应变片； 

（C）在梁中性层沿垂直轴线方向贴一应变片； 

（D）在梁中性层沿450斜贴一应变片 

28、在做梁的纯弯曲实验时，应采用增量法进行逐级等量加载。在下列四个有关表述中，

（ D ）是不正确的。 

A. 采用增量法加载，可以消除初始状态对测试结果的影响 

B. 采用增量法加载，可以消除测试系统的系统误差 

C. 采用增量法加载，可以消除梁的自重的影响 

D. 采用增量法加载，可以保证应力与应变之间的线性关系 

29、在图示的纯弯曲试件上，电阻应变片R1和R2分别粘贴在试件的上下表面。采用半桥

接法，R1接AB桥，R2接BC桥。试件在载荷作用下产生小变形，测得读数应变为r。若已

知材料的弹性模量为E，则试件的最大弯曲正应力  max = D。 

A．4Er B．2Er C．Er D．r21E 

30、偏心拉伸杆件如图所示，在其上、下表面沿轴向各贴有一枚应变计，另在补偿块上粘贴

两枚温度补偿计。已知杆件截面尺寸b、h和材料弹性模量E。试设计桥路求载荷F和偏心

距e的大小。 

 31、现拟用电测法测定图示园杆所受转矩Me的大小。已知杆件材料的弹性常数E和，试

确定最简单的布置电阻应变片和接线的方案。（参考22题） 

 R1R2 F F 

h 

b 

FR1

R2R3R4

Fe M MR1

R2 32、偏心拉伸杆件如图所示，在其上、下表面沿轴向各贴有一枚应变片。为了测出载荷F

的大小，选用的接桥方式和应变仪读数为（ b）和d） ）。

F 2F 

a） b） C） d） 

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材料力学实验思考题答案Ⅰ

材料力学实验思考题答案Ⅰ

1、比较两种材料受压时的力学性能及受压破坏特点。

答：低碳钢是塑性材料，而铸铁是脆性材料。

低碳钢抗压能力非常强，且抗拉抗压能力相当，所以最后会被压扁。

铸铁的抗压能力远远大于抗拉能力，最后会被内部的正应力给拉断，断口呈斜45度角。

2、为什么铸铁材料受压缩时，沿着与轴线约成45°的斜截面破坏？

答：在铸铁试件压缩时与轴线大致成45°的斜截面具有最大的剪应力。

3、比较铸铁材料的抗压强度极限与抗拉强度极限，由此说明铸铁材料在工程实际中的主要途径。

答：铸铁的抗压强度要高于抗拉强度。铸铁件抗压不抗拉。在工程实际中可作为承重部分。

1、由拉伸实验得到的材料力学性能参数有何实用价值？

答：表征了这种材料的性质和性能，利用这些参数可以进行一些理论分析和数值计算，比如弹性模量可以表示出这种材料的刚度，屈服强度可以表示出这种材料的强度

2、比较说明低碳钢和铸铁试件破坏断口的形状有何差别？并加以分析

答：低碳钢材料在横截面发生剪断破坏，铸铁在与轴线成 45°螺旋面发生拉断破坏。

低碳钢的抗剪能力小于抗拉和抗压能力。铸铁的抗拉能力小于抗剪能力和抗压能力。

3、比较说明低碳钢和铸铁材料的拉伸性能参数有何差别？

答：低碳钢的抗剪能力小于抗拉压能力，延伸率和断面收缩率大。

铸铁的抗拉能力小于抗剪能力，抗剪能力小于抗压能力。

材料力学实验题库

材料力学实验题库

实验一 拉伸实验

1. 低碳钢拉伸时的拉伸曲线； 右图

2. 低碳钢拉伸实验中测定哪些强度指标和塑性指标；

强度指标：σp(比例极限)、σe(弹性极限)σs（屈服极限）σb（强度极限）

塑性指标：断后伸长率δ 断面收缩率ψ

3. 测定屈服极限时，选取的是上屈服点还是下屈服点；

下屈服点

4. 强度指标和塑形指标之间的关系；

强度指标越高，材料塑性指标越低

5. 低碳钢拉伸试验中试件尺寸LO和D0之间的关系；

L=10D或L=5D

6. 低碳钢拉伸试验中使用哪些试验仪器设备;

电子万能实验机、数显卡尺、钢尺

7. 拉断试件后测量断后长度L1采用什么方法；

直测法或移位法

8. 什么时候使用直测法，什么时候使用移位法，（奇数和偶数情况下的计算）

当断口到最邻近标距端点的距离大于或等于L0/3时，采用直测法。

当断口到最邻近标距端点的距离小于或等于L0/3时，采用移位法。

9. 若断口位置在小于2.5格处具体用移位法中的哪种方法测量，具体按图分析；

采用移位法中偶数法，具体算法见指导书P9

10. 若断口位置小于2.5格处，使用移位法测量L1时具体应该测量哪几段，使用什么公式，具体按图分析；

见指导书P9

11. 若断口位置在大于2.5格小于3格处具体用移位法中的哪种方法测量，具体按图分析；

采用移位法中奇数法，具体算法见指导书P9

12. 若断口位置在大于2.5格小于3格处，使用移位法测量L1事具体应该测量哪几段，使用什么公式，具体按图分析；

见指导书P9

13. 断后伸长率的计算公式；

δ=（L1-L0）/L0*100% L1为断后长 L0为原长

14. 断面收缩率的计算公式；

ψ=(A0-A1)/A1*100% A0为断前截面面积

A1为断后截面面积 15. 断后截面面积的测量和计算。

使用数显卡尺在两个正交方向测量最小截面直径，取其平均值，计算断后截面面积

材料力学答案

材料力学答案

例图示一半径为R的光滑圆盘，平置于光滑水平面上，并可绕通过盘心并与其垂直的轴O转动；另有一均质杆长为R、重W，A端铰接于盘的外沿，B端始终压在沿的内侧。已知R=400mm，W=100N。若在某瞬时=3rad/s、=6rad/s2，求该瞬时杆的A、B端所受之力。ABORFBABOCFAxFAyCanCa解：研究杆AB。2701smOCaC/.22552smOCanC/.NgPm210.200345smaaanCCCx/.cos2060045smaaanCCCy/.cos22612121mRRmJC2232mROCmJJCO

N422.CyAyBmaFF由刚体定轴转动微分方程，得：RFJAyO所以：N316.RJFOAy由质心运动定理，得：AxCxFmaBAyCyFFma所以：N630.CxAxmaFFBABOCFAxFAyCanCa例均质圆柱体的质量为m，半径为r，放在倾角为600的斜面上，一细绳缠绕在圆柱体上，其一端固定于A点，此绳与相连部分与斜面平行。如圆柱体与斜面间的摩擦系数为f=1/3，求圆柱体质心的加速度。2rAB600mgCBmgCFTFdFNaCxy060cos0mgFmN2mgFN6mgfFFdNd刚体平面运动微分方程：解：以轮为研究对象。

rFrmgmrd260sin2102dTCFFmgma060sin运动学关系：raCrg3660.24833660smgraC/..

均质细直杆AB，质量为㎏，两端悬挂在两条平行绳上，于图示位置平衡。突然剪断其中一绳，求此瞬时另一绳的张力。4m例ABCABCTFgmCaABCCaAa0nAaACa0nACaCanACACCAaaaanAAAaaa

在刚剪断瞬时，A点的速度，杆的角速度00Av解：研究杆AB。由刚体平面运动微分方程得TCTCFlJFmgmacos2其中：2121mlJC运动学关系：以C为基点，分析A点的加速度。nACACCAaaaanAAAaaa其中：，0nAa0nACa所以ACCAaaa，并由此得0cos2laC

第一套材料力学试卷

第一套材料力学试卷

工程力学II（材料力学）试卷B

标准答案与评分

一、判断题：正确的划√，错误的划×（每小题2分,共10分） 1、× 2、× 3、× 4、× 5、√

二．填空题（每空2分计18分）

1． 强度 塑性

2．11r， 3212r

313r， 213232221421r

3． 变形

4． b

5． 惯性力不能忽略的荷载

三、单项选择题：请将正确答案的序号填入划线内（每小题2分,共10分）

1、C 2、B 3、B 4、C 5、A

四、作图题

1、简支梁的剪力图。作梁的弯矩图和 2、做图示梁的弯矩图。

荷载图，已知梁上没有集中力偶。

3m6m18kN14kN3m2kN lBl/2Fl/2FCA

3m6m18kN14kN3m3m6m3m20kN2kN/m54kNm48kNm lBl/2Fl/2CA

五、计算题

1、MPa41612213511050220220

2、铸铁制作的悬臂梁，尺寸及受力如图示，图中F＝20kN。梁的截面为T字形，形心坐标yc=96.4mm。FF2ACBzy150502004.96（2分） （3分）

求反力1分

叠加每步1分

最后结果2分

（6分）

已知材料的拉伸许用应力和压缩许用应力分别为[σ]+＝40MPa， [σ]－＝100MPa。试校核梁的强度是否安全。 (10分)

满足强度要求

3．一铰接结构如图示，在水平刚性横梁的B端作用有载荷F，垂直杆1，2的抗拉压刚度分别为E1A1,E2A2，若横梁AB的自重不计,求两杆中的内力。(8分)

变形协调方程

4、图示一悬臂滑车架，杆AB为18号工字钢（截面面积30.6cm2，Wz=185cm3），其长度为l=2.6m。试求当荷载F=25kN作用在AB的中点处时，杆内的最大正应力。设工字钢的自重可略去不计。（８分） aABL1 2