材料力学习题第六章应力状态分析答案详解
- 格式:doc
- 大小:13.20 MB
- 文档页数:90
第一章 单向静拉伸力学性能1、 解释下列名词。
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。
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 σ规定残余伸长应力 2.0σ屈服强度 gt δ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】3、 金属的弹性模量主要取决于什么因素?为什么说它是一个对组织不敏感的力学性能指标?答:主要决定于原子本性和晶格类型。
合金化、热处理、冷塑性变形等能够改变金属材料的组织形态和晶粒大小,但是不改变金属原子的本性和晶格类型。
组织虽然改变了,原子的本性和晶格类型未发生改变,故弹性模量对组织不敏感。
【P4】4、 现有45、40Cr 、35 CrMo 钢和灰铸铁几种材料,你选择哪种材料作为机床起身,为什么?选灰铸铁,因为其含碳量搞,有良好的吸震减震作用,并且机床床身一般结构简单,对精度要求不高,使用灰铸铁可降低成本,提高生产效率。
5、 试述韧性断裂与脆性断裂的区别。
为什么脆性断裂最危险?【P21】答:韧性断裂是金属材料断裂前产生明显的宏观塑性变形的断裂,这种断裂有一个缓慢的撕裂过程,在裂纹扩展过程中不断地消耗能量;而脆性断裂是突然发生的断裂,断裂前基本上不发生塑性变形,没有明显征兆,因而危害性很大。
6、 何谓拉伸断口三要素?影响宏观拉伸断口性态的因素有哪些?答:宏观断口呈杯锥形,由纤维区、放射区和剪切唇三个区域组成,即所谓的断口特征三要素。
第一章 绪论一、是非判断题1.1 材料力学的研究方法与理论力学的研究方法完全相同。
( ) 1.2 内力只作用在杆件截面的形心处。
( ) 1.3 杆件某截面上的内力是该截面上应力的代数和。
( ) 1.4 确定截面内力的截面法,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。
( ) 1.5 根据各向同性假设,可认为材料的弹性常数在各方向都相同。
( ) 1.6 根据均匀性假设,可认为构件的弹性常数在各点处都相同。
( ) 1.7 同一截面上正应力σ与切应力τ必相互垂直。
( ) 1.8 同一截面上各点的正应力σ必定大小相等,方向相同。
( ) 1.9 同一截面上各点的切应力τ必相互平行。
( ) 1.10 应变分为正应变ε和切应变γ。
( ) 1.11 应变为无量纲量。
( ) 1.12 若物体各部分均无变形,则物体内各点的应变均为零。
( ) 1.13 若物体内各点的应变均为零,则物体无位移。
( ) 1.14 平衡状态弹性体的任意部分的内力都与外力保持平衡。
( )1.15 题1.15图所示结构中,AD 杆发生的变形为弯曲与压缩的组合变形。
( ) 1.16 题1.16图所示结构中,AB 杆将发生弯曲与压缩的组合变形。
( )二、填空题1.1 材料力学主要研究 受力后发生的 ,以及由此产生的 。
1.2 拉伸或压缩的受力特征是 ,变形特征是 。
1.3 剪切的受力特征是 ,变形特征是 。
1.4 扭转的受力特征是 ,变形特征是 。
B题1.15图题1.16图1.5 弯曲的受力特征是 ,变形特征是 。
1.6 组合受力与变形是指 。
1.7 构件的承载能力包括 , 和 三个方面。
1.8 所谓 ,是指材料或构件抵抗破坏的能力。
所谓 ,是指构件抵抗变形的能力。
所谓 ,是指材料或构件保持其原有平衡形式的能力。
1.9 根据固体材料的性能作如下三个基本假设 , , 。
注册土木工程师(港口与航道工程)执业资格考试培训讲稿基础考试:上午4小时120道题每题1分其中材料力学15道题平均每道题用时2分钟。
01年结构考题:拉压2 剪切1 扭转2 截面性质3 弯曲内力2 弯曲正应力3 弯曲变形(含超)2 应力状态强度理论 1 组合变形 2 稳定 102年岩土考题:拉压3 剪切1 扭转2 截面性质2 弯曲内力2 弯曲正应力1 弯曲变形(含超)1 应力状态强度理论 2 组合变形 1 稳定 102年结构考题:拉压3 剪切1 扭转1 截面性质2 弯曲内力2 弯曲正应力2 弯曲变形(含超)1 应力状态强度理论 2 组合变形 1 稳定 2全部是选择题,计算量小根据考试特点复习时应:基本概念要清楚,基本公式和定义要记牢,解题方法要熟练,要培养快速反应能力一、基本概念内力:构件在外力作用下发生变形,引起构件内部各质点之间产生的附加内力(简称内力)。
应力:截面内一点处内力的分布集度。
单位是:N/m2(Pa)、N/mm2(MPa)等。
应力可分为正应力σ和剪应力τ(剪应力)。
位移:构件内任一点由其原来位置到其新位置的连线称为该点的线位移。
构件内某一线段(或平面)由原始位置所转过的角度称为该线段(或平面)的角位移。
变形:构件形状的改变。
应变:构件内任一点处的变形程度。
应变又可分为线应变ε和剪应变γ,均为无量纲量。
线应变ε表示变形前构件内任一点处的一条微线段,变形后的长度改变量与其原始长度之比。
剪应变γ表示过构件内任一点的两个互相垂直的微线段,变形后两个微线段的角度改变量。
例题0 单元体变形后的形状如图中虚线所示,则A点的剪应变是( )。
(A) O,2γ,2γ (B) γ,γ,2γ(C) γ,2γ,2γ (D) O,γ,2γ例题0图答案:D二、四种基本变形的内力、应力及强度、变形1、内力拉压内力:轴力N扭转内力M T弯曲内力Q、M关键点内力的正负号,内力图的画法重点弯曲内力(因拉压、扭转内力较简单)熟练利用剪力、弯矩与分布力的微分关系及其图形的规律判断内力图的正确性。
应力、应变状态分析典型习题解析1 已知矩形截面梁,某截面上的剪力F S =120 kN 及弯矩m kN 10⋅=M 。
绘出表示1、2、3及4点应力状态的微体,并求出各点的主应力。
b = 60 mm ,h = 100 mm 。
解题分析:从图中可分析1、4点是单向应力状态,2点在中性轴上为纯剪切应力状态,31取平行和垂直与梁横截面的六个平面,构成微体。
则各点处的应力状态如图示。
2、梁截面惯性矩为点微体上既有正应力又有切应力。
解:、画各点处微体的应力状态图计算各点处主应力4843333m 1050012m 10100(106012−−−×=×××==)bh I z 1点处弯曲正应力(压应力)MPa 100Pa 10100m10500m 1050m N 101064833−=×=×××⋅×==−−z I My σ1点为单向压缩受力状态,所以021==σσ,MPa 1003−=σ2点为纯剪切应力状态,MPa 30Pa 1030m10100602N1012036263=×=×××××=−τ(向下)容易得到,MPa 301=σ,02=σ,MPa303−=σ3点为一般平面应力状态弯曲正应力MPa50Pa 1050m 10500m 1025m N 101064833=×=×××⋅×==−−z I My σ弯曲切应力σ14τ2F S =120 kN题图1中性轴324hστ25 mm 31b M =10 kN·mσ3150 mm 1MPa 5.22Pa 1050.22m10500m 1060m 105.372560N 101206483393*S =×=××××××××==−−−zz bI S F τMPa6.8MPa6.58Pa)10522()2Pa 1050(2Pa 1050)2(22626622minmax −=×+×±×=+−±+=x y x yx τσσσσσσ所以 MPa 6.581=σ,02=σ,MPa 6.83−=σ4点为单向拉伸应力状态,拉伸正应力的大小与1点相等。
材料力学性能课后习题答案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。
脆性:指金属材料受力时没有发生塑性变形而直接断裂的能力韧性: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 σ规定残余伸长应力 2.0σ屈服强度 gt δ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 3、 金属的弹性模量主要取决于什么因素?为什么说它是一个对组织不敏感的力学性能指标?答:主要决定于原子本性和晶格类型。
合金化、热处理、冷塑性变形等能够改变金属材料的组织形态和晶粒大小,但是不改变金属原子的本性和晶格类型。