《材料力学》复习材料
- 格式:docx
- 大小:27.95 KB
- 文档页数:5
材料力学1. 材料与构件的许用应力值有关。
2. 切应力互等定理是由单元体静力平衡关系导出的。
3.弯曲梁的变形情况通过梁上的外载荷来衡量。
4.有集中力作用的位置处,其内力的情况为剪力阶跃,弯矩拐点。
5. 在材料力学的课程中,认为所有物体发生的变形都是小变形6. 危险截面是最大应力所在的截面。
7. 杆件受力如图所示,AB段直径为d1=30mm,BC 段直径为d2=10mm,CD段直径为d3=20mm。
杆件上的最大正应力为127.3MPa。
8. 一根两端铰支杆,其直径d=45mm,长度l=703mm,E=210GPa,σp=280MPa,λs=43.2。
直线公式σcr=461-2.568λ。
其临界压力为478kN。
9. 一个钢梁,一个铝梁,其尺寸、约束和载荷完全相同,则横截面上的应力分布相同,变形后轴线的形态不相同。
10. 当实心圆轴的直径增加1倍时,其抗扭强度增加到原来的8倍。
11. 材料力学中求内力的普遍方法是截面法。
12. 压杆在材料和横截面面积不变的情况下,采用D 横截面形状稳定性最好。
13. 图形对于其对称轴静矩和惯性矩均不为零。
14. 梁横截面上可能同时存在切应力和正应力。
15. 偏心拉伸(压缩),其实质就是拉压和弯曲的组合变形。
16. 存在均布载荷的梁段上弯矩图为抛物线。
17. 矩形的对角线的交点属于形心点。
18. 一圆轴用碳钢制作,校核其扭转角时,发现单位长度扭转角超过了许用值。
为保证此轴的扭转刚度,应增加轴的直径。
19. T形图形由1和2矩形图形组成,则T形图形关于x轴的惯性矩等于1矩形关于m轴的惯性矩与2矩形关于n轴的惯性矩的合。
20. 材料力学中关心的内力是物体由于外力作用而产生的内部力的改变量。
21.杯子中加入热水爆炸时,是外层玻璃先破裂的;单一载荷作用下的目标件,其上并不只存在一种应力。
22. 单位长度扭转角θ与扭矩、材料性质、截面几何性质有关。
23. 转角是横截面绕中性轴转过的角位移;转角是挠曲线的切线与轴向坐标轴间的夹角;转角是变形前后同一截面间的夹角24.单元体的形状可以改变;单元体上的应力分量应当足以确定任意方向面上的应力25. 可以有效改善梁的承载能力的方法是:加强铸铁梁的受拉伸一侧;将集中载荷改换为均布载荷;将简支梁两端的约束向中间移动。
第一章 绪论1. 承载能力:强度:构件在外力作用下抵抗破坏的能力刚度:构件在外力作用下抵抗变形的能力稳定性:构件在外力作用下保持其原有平衡状态的能力2. 变形体的基本假设:连续性假设、均匀性假设、各向同性假设3. 求内力的方法:截面法4. 杆件变形的基本形式:拉伸或压缩、剪切、扭转、弯曲第二章 拉伸、压缩1. 轴力图必须会画:轴力N F 拉为正、压为负2. 横截面上应力:均匀分布 AF N =σ 3. 斜截面上既有正应力,又有切应力,且应力为均匀分布。
ασσα2cos =αστα2sin 21=σ为横截面上的应力。
横截面上的正应力为杆内正应力的最大值,而切应力为零。
与杆件成45°的斜截面上切应力达到最大值,而正应力不为零。
纵截面上的应力为零,因此在纵截面不会破坏。
4. 低碳钢、灰铸铁拉伸时的力学性能、压缩时的力学性能低碳钢拉伸在应力应变图:图的形状、四个极限、四个阶段、各阶段的特点、伸长率(脆性材料、塑性材料如何区分)5. 强度计算脆性材料、塑性材料的极限应力分别是 拉压时的强度条件:][max max σσ≤=AF N 强度条件可以解决三类问题:强度校核、确定许可载荷、确定截面尺寸 6.杆件轴向变形量的计算 EA l F l N =∆ EA :抗拉压刚度 7. 剪切和挤压:剪切面,挤压面的判断第三章 扭转1.外力偶矩的计算公式: 2.扭矩图T 必须会画:扭矩正负的规定3.切应力互等定理、剪切胡克定律4.圆轴扭转横截面的应力分布规律:切应力的大小、作用线、方向的确定sb σσ,min /::)(9549r n kW P m N n P M ⋅=5.横截面上任一点切应力的求解公式:ρI ρT τP ρ=——点到圆心的距离6. 扭转时的强度条件:][max max ττ≤=tW T 7.实心圆截面、空心圆截面的极惯性矩、抗扭截面模量的计算公式 实心圆截面:极惯性矩432D πI p =,抗扭截面模量316D πW t = 空心圆截面:极惯性矩)1(3244αD πI P -=,抗扭截面模量)1(1643αD πW t -==, 8.圆轴扭转时扭转角:pI G l T =ϕ p I G :抗扭刚度 第四章 弯曲内力1.纵向对称面、对称弯曲的概念2. 剪力图和弯矩图必须会画:剪力、弯矩正负的规定3.载荷集度、剪力和弯矩间的关系4. 平面曲杆的弯矩方程5.平面刚架的弯矩方程、弯矩图第五章 弯曲应力1. 纯弯曲、中性层、中性轴的概念2.弯曲时横截面上正应力的分布规律:正应力的大小、方向的确定3. 横截面上任一点正应力的计算公式:zI My =σ 4. 弯曲正应力的强度校核][max max σσ≤=zW M 或][max max max σI y M σz ≤= 对于抗拉压强度不同的材料,最大拉压应力都要校核5. 矩形截面、圆截面的惯性矩和抗弯截面模量的计算 矩形截面:惯性矩,1213bh I z =抗弯截面模量:261bh W z = 实心圆截面:惯性矩464D πI z =,抗弯截面模量:332D πW z = 空心圆截面:惯性矩)1(6444αD πI z -=,抗弯截面模量:)1(3243αD πW z -=, 第七章 应力和应变分析、强度理论1. 主应力、主平面、应力状态的概念及应力状态的分类2. 二向应力状态分析的解析法:应力正负的规定:正应力以拉应力为正,压应力为负;切应力对单元体内任意点的矩顺时针转向为正;α角以逆时针转向为正D d α=D d α=任意斜截面上的应力计算最大最小正应力的计算公式最大最小正应力平面位置的确定 最大切应力的计算公式主应力、主平面的确定3. 了解应力圆的做法,辅助判断主平面4. 广义胡克定律5.四种强度理论内容及适用范围第八章 组合变形1. 组合变形的判断2. 圆截面轴弯扭组合变形强度条件 第三强度理论:[]σσ≤+=WT M r 223 第四强度理论:[]σσ≤+=W T M r 22375.0 W ——抗弯截面模量323d W π=第九章 压杆稳定1. 压杆稳定校核的计算步骤(1)计算λ1和λ2(2)计算柔度λ,根据λ 选择公式计算临界应(压)力(3)根据稳定性条件,判断压杆的稳定性2. P 1σπλE = ba s 2σλ-= ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+-=--++=ατασστατασσσσσαα2cos 2sin 22sin 2cos 22xy y x xy y x y x 22min max 22xy y x y x τσσσσσσ+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-±+=⎭⎬⎫y x xy σστα--=22tan 0231max σστ-=柔度i lμλ= AI i = I ——惯性矩 μ——长度系数;两端铰支μ=1;一端铰支,一段固定μ=0.7;两端固定μ=0.5; 一端固定,一端自由μ=23. 大柔度杆1λλ≥ 22cr λπσE = 中柔度杆12λλλ<≤ λσb a -=cr小柔度杆 2λλ< s cr σσ=4. 稳定校核条件st cr n n FF ≥= F ——工作压力 cr F =cr σ A 第十章 动载荷1. 冲击动荷因数冲击物做自由落体 冲击开始瞬间冲击物与被冲击物接触时的速度为 v水平冲击时 Δst 是冲击点的静变形。
12材料力学一、填空1、图所示桁架中,水平杆看作刚性,三根竖杆长度相同,横截面积均为A ,材料相同,屈服极限为σy .当三杆均处于弹性阶段时,各杆轴力之比为N 1: N 2: N 3=5:2:-1.当三杆中有一杆开始屈服时,荷载P 的值为(1.5σy A ).2、一等截面圆直杆,长度为l ,直径为d ,材料的弹性模量为E ,轴向受压力P ,在弹性范围内,其最大切应力为(2P /πd 2),受载后的长度为(l -4lP /πEd 2),受载后的直径为( d +4μP /πEd ),杆件内的应变能为(2P 2l /πE d 2 )。
3、外径 D = 55 mm ,内径 d = 45 mm 的钢管,两端铰支,材料为 Q235钢,承受轴向压力 F 。
则能使用欧拉公式时压杆的最小长度是(1.78m ),当压杆长度为上述最小长度的4/5时,压杆的临界应力为(188.5kN )。
已知:E = 200 GPa ,σ p = 200 MPa ,σs = 240 MPa ,用直线公式时,a = 304 MPa , b =1.12 MPa 。
4、一等直圆杆,直径为d ,长度为l ,两端各作用一扭矩T ,材料的泊松比为μ,弹性模量为E 。
则两端面的相对转角为(64(1+μ)Tl /πEd 4),杆件内储存的应变能为(32(1+μ)T 2l /πEd 4 );又若两端各作用一弯矩M ,则按第三强度理论时,其危险点的相当应力为(22332M T d+π),按第四强度理论时,其危险点的相当应力为(22375.032M T d +π)。
6、矩形截面梁,材料的抗弯许用应力[σ]=8MPa ,梁内最大弯矩M max =24kNm ,梁截面的高宽比h /b =1.5.则梁宽b 应取( 20cm ).7、圆柱形蒸汽锅炉的外径为D ,内径为d ,壁厚为t ,若材料的许用应力为[σ].则锅炉能承受的最大内压力(工作压力)为(p=2[σ]t/d)。
1、解释:(1)形变(应变)强化:材料经历一定的塑性变形后,其屈服应力升高了,这种现象称为应变强化;(2)弹性变形:材料受外力作用发生尺寸和形状的变形,外力除去后随之消失的变形;(3)刚度:在弹性范围内,构件抵抗变形的能力称为刚度;(4)弹性不完整性:弹性变形时加载线与卸载线并不重合,应变落后于应力,存在着弹性后效、弹性滞后、Bauschinger 效应等,这些现象属于弹性变形中的非弹性问题,称为弹性的不完整性;(5)弹性后效:在应力作用下应变不断随时间而发展的行为,以及应力去除后应变逐渐恢复的现象称为弹性后效;(6)弹性滞后:弹性变形范围内,骤然加载和卸载的开始阶段,应变总要落后于应力,不同步;(7)Bauschinger效应:经过预先加载变形,然后再反向加载变形时的弹性极限(屈服强度)降低的现象;(8)应变时效:经变形和时效处理后,材料塑性、韧性降低,脆性增加的现象;(9)韧性:指材料在断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力;(10)脆性断裂:按断裂前不发生宏观塑性变形;(11)韧性断裂:断裂前表现有宏观塑性变形;(12)平面应力状态:只有两个方向上存在应力的状态;(13)平面应变状态:变形只发生在x-y平面内,板厚方向变形为零;(14)低温脆性:随温度降低金属材料由韧性断裂转变为脆性断裂的现象;(15)高周疲劳:指小型试样在变动载荷(应力)试验时,疲劳断裂寿命≥105 周次的疲劳过程;(16)低周疲劳:循环塑性应变控制下的疲劳;(17)等强温度:晶粒和晶界两者强度相等时的温度;(18)弹性极限:试样加载后再卸载,以不出现残留的永久变形为标准,材料能够完全弹性恢复的最高应力值,用σ表示,超过σel时,认为材料开始屈服;el(19)疲劳极限:在s-n曲线上水平部分所对应的应力值;(20)应力腐蚀开裂:材料或零件在应力和腐蚀的环境的共同作用下引起的开裂;(21)氢脆:在应力和过量的氢共同作用下使金属材料塑性、韧性下降的一种现象;(22)腐蚀疲劳:零构件的破坏是在疲劳和腐蚀联合作用下发生的,这种失效形式称为腐蚀疲劳;(23)蠕变极限:高温长期载荷作用下材料的塑性变形抗力指标;(24)持久强度:在高温长时载荷作用下抵抗断裂的能力;(25)松弛稳定性:金属材料抵抗应力松弛的性能;(26)磨损:物体表面互相摩擦时材料自该表面逐渐损失的过程。
材料力学一、判断题1.拉杆伸长后,横向会缩短,这是因为杆有横向应力的存在。
(N)2.平行移轴公式表示图形对任意两个相互平行轴的惯性矩和惯性积之间的关。
( N)3。
圆截面杆件受扭时,横截面上的最大切应力发生在横截面离圆心最远处。
(Y) 4。
单元体上最大切应力作用面上必无正应力。
(N)6.未知力个数多于独立的平衡方程数目,则仅由平衡方程无法确定全部未知力,这类问题称为超静定问题。
(Y)7.两梁的材料、长度、截面形状和尺寸完全相同,若它们的挠曲线相同,则受力相同。
(Y )8.主应力是过一点处不同方向截面上正应力的极值。
( Y ) 10.第四强度理论宜采用于塑性材料的强度计算。
(N ) 11。
拉杆伸长后,横向会缩短,这是因为杆有横向应力的存在。
(N)12。
圆截面杆件受扭时,横截面上的最大切应力发生在横截面离圆心最远处。
(Y) 13.细长压杆,若其长度系数增加一倍,临界压力增加到原来的4倍。
(N) 14.两梁的材料、长度、截面形状和尺寸完全相同,若它们的挠曲线相同,则受力相同. (Y )15.主应力是过一点处不同方向截面上正应力的极值。
( Y )16.由切应力互等定理可知:相互垂直平面上的切应力总是大小相等。
(N) 17.矩形截面梁横截面上最大切应力τmax出现在中性轴各点。
(Y ) 18.强度是构件抵抗破坏的能力.(Y)19.均匀性假设认为,材料内部各点的应变相同.(N)20.稳定性是构件抵抗变形的能力。
(N)21.对于拉伸曲线上没有屈服平台的合金塑性材料,工程上规定2。
0σ作为名义屈服极限,此时相对应的应变为2.0%=ε.(N)22.任何情况下材料的弹性模量E都等于应力和应变的比值。
(N)23.求解超静定问题,需要综合考察结构的平衡、变形协调和物理三个方面。
(Y )24.第一强度理论只用于脆性材料的强度计算。
(N)25.有效应力集中因数只与构件外形有关.(N)26.工程上将延伸率δ≥10%的材料称为塑性材料. (N )27.理论应力集中因数只与构件外形有关。
一基本概念1.工程构件正常工作必须满足强度、刚度和稳定性的要求。
杆件的强度代表了杆件抵抗破坏的能力;杆件的刚度代表了杆件抵抗变形的能力;杆件的稳定性代表了杆件维持原有平衡形态的能力。
2.变形固体的基本假设是连续性假设、均匀性假设、各向同性假设。
连续性假设认为固体所占据的空间被物质连续地充满而毫无空隙;均匀性假设认为材料的力学性能是均匀的;各向同性假设认为材料沿各个方向具有相同的力学性质。
3.截面法的三个步骤是截取、代替和平衡。
4.杆件变形的基本形式有:拉压,扭转,剪切,弯曲。
5.截面上一点处分布内力的集度,称为该截面该点处的应力。
6.截面上的正应力方向垂直于截面,切应力的方向平行于截面。
7.在卸除荷载后能完全消失的变形称为弹性变形,不能消失而残留下来的变形称为塑性变形。
8.低碳钢受拉伸时,变形的四个阶段为弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和局部变形阶段。
9.由杆件截面骤然变化而引起的局部应力骤增的现象称为应力集中。
10.衡量材料塑性的两个指标是伸长率和断面收缩率。
11.受扭杆件所受的外力偶矩的作用面与杆轴线垂直。
12.低碳钢圆截面试件受扭转时,沿横截面破坏;铸铁圆截面试件受扭转时,沿45度角截面破坏。
13.梁的支座按其对梁在荷载作用平面的约束情况,可以简化为三种基本形式,即固定端、固定铰支座、可(活)动铰支座。
14.工程上常用的三种基本形式的静定梁是:简支梁、悬臂梁、外伸梁。
15.平面弯曲梁的横截面上有两个内力分量,分别为剪力和弯矩。
16.拉(压)刚度、扭转刚度和弯曲刚度的表达式分别是EA、GI p和EI z。
17.当梁上有横向力作用时,梁横截面上既有剪力又有弯矩,该梁的弯曲称为横力弯曲。
梁横截面上没有剪力(剪力为0),弯矩为常数,该梁的弯曲称为纯弯曲。
18.在弯矩图发生拐折处,梁上必有集中力的作用。
19.在集中力偶作用处,剪力图将不变。
20.梁的最大正应力发生在最大弯矩所在截面上离中性轴最远的点处。
材料力学1:对构件正常工作的要求:强度,刚度,稳定性。
2:对可变形固体的假设有:连续性假设,均匀性假设,各向同性假设,完全弹性假设,小变形假设。
3:杆件变形的基本形式:轴向拉伸或轴向拉压缩,剪切,扭转,弯曲。
4:拉杆的纵向线应变ε=Δl/l,横向线应变ε’=Δd/d。
5:胡克定律:Δl=FnL/EA,E为弹性模量,EA称为拉伸(压缩)刚度。
6:单周应力状态下的胡克定律:ε=ζ/E,δ=ε*E泊松比V= Iε1/ΕI7:被蓄在弹性体内的应变能Vε在数值上等于外力所作的功W,即Vε=W称为功能原理,Vε=(FN*NL)/2EA或Vε=(EA/2L)ΔL²8:低碳钢的拉伸过程分为四个阶段:弹性阶段,屈服阶段,强化阶段,局部变形阶段(缩颈现象)。
9:脆性材料对应力集中比较敏感(划玻璃)。
10:弹性模量E,切变模量G与泊松比的关系:G=E/2(1+V)11:传动轴的外力偶矩:Me=9.55*10³*(P/n)=传递的功率/转速12:扭转切应力的一般计算公式:Jp=Tp/Ip=扭矩/极损性矩将Wp=Ip/r带入有Jp=T/WpWp为扭转截面系数。
13:剪切胡克定理:η=G*r和δ=EεG:切变模量,14:矩形截面Iz=bh³/12 ,Wz=bh²/6。
圆截面Iz=(πd³*d)/64,Wz=πd³/32;Ip=(πd³*d)/32,Wp=πd³/16;空心圆截面:Ip=【(πD²*D²)/32】*(1-α²α²),Wp=【(πD³)/16】(1-α²α²),α=d/D15:相对扭转角ψ=Mel/GIp或ψ=TL/GIpGIp称为扭转刚度;单位长度扭转角:ψ’=T/GIp,ψ’=dψ/dλ,Δd=T1d/E1A16:弹簧所受的内力主要是扭转切应力。
17:工程上常见的三种基本静定梁:简支梁,外伸梁,悬臂梁。
材料力学复习资料一、填空题K为了保证机器或结构物正常地工作,要求每个构件都有足够的抵抗破坏的能力,即要求它们有足够的强度:冋时要求他们有足够的抵抗变形的能力•即要求它们有足够的刚度:另外,对于受压的细长直杆,还要求它们工作时能保持原有的平衡状态,即要求其有足够的稳定性「2、材料力学是研究构件强度、刚度、稳定性的学科。
3、强度是指构件抵抗破坏的能力:冈帔是指构件抵抗变形的能力:稳左性是指构件维持其原有的平衡状态的能力。
4、在材料力学中,对变形固体的基本假设是连续性假设、均匀性假设、各向同性假设5、随外力解除而消失的变形叫弹性变形;外力解除后不能消失的变形叫舉性变形。
6、截面法是计算力的基本方法。
7、应立是分析构件强度问题的重要依据。
8、线应变和切应变是分析构件变形程度的基本量。
9、轴向尺寸远大于横向尺寸,称此构件为枉。
10、构件每单位长度的伸长或缩短,称为线应变°11、单元体上相互垂直的两根棱边夹角的改变量.称为切应变-12、轴向拉伸与压缩时直杆横截而上的力,称为轴力,13、应力与应变保持线性关系时的最大应力,称为比例极限14、材料只产生弹性变形的最大应力,称为弹性极根:材料能承受的最大应力,称为强度极限。
15、弹性模量E是衡量材料抵抗弹性变形能力的指标。
16、延伸率6是衡量材料的塑性指标。
6 M5%的材料称为塑性材料:§ V5%的材料称为脆性材料。
17、应力变化不大,而应变显著增加的现象,称为屈服或流动18、材料在卸载过程中,应力与应变成线性关系。
19、在常温下把材料冷拉到强化阶段,然后卸载,当再次加载时,材料的比例极限提高,而塑性降低,这种现象称为冷作硬化20、使材料丧失正常工作能力的应力,称为极限应力,21、在工程计算中允许材料承受的最大应力,称为许用应力。
22、当应力不超过比例极限时,横向应变与纵向应变之比的绝对值,称为泊松比一23、胡克定律的应力适用恫是应力不超过材料的比例极限。
2024年上学期材料力学(考试)复习资料一、单项选择题1.钢材经过冷作硬化处理后其()基本不变(1 分)A.弹性模量;B.比例极限;C.延伸率;D.截面收缩率答案:A2.在下面这些关于梁的弯矩与变形间关系的说法中,()是正确的。
(1 分)A.弯矩为正的截面转角为正;B.弯矩最大的截面挠度最大;C.弯矩突变的截面转角也有突变;D.弯矩为零的截面曲率必为零。
答案:D3.在利用积分计算梁位移时,积分常数主要反映了:( ) (1 分)A.剪力对梁变形的影响;B.支承条件与连续条件对梁变形的影响;C.横截面形心沿梁轴方向的位移对梁变形的影响;D.对挠曲线微分方程误差的修正。
答案:B4.根据小变形条件,可以认为() (1 分)A.构件不变形;B.构件不变形;C.构件仅发生弹性变形;D.构件的变形远小于其原始尺寸答案:D5.火车运动时,其轮轴横截面边缘上危险点的应力有四种说法,正确的是。
(1 分)A.脉动循环应力;B.非对称的循环应力;C.不变的弯曲应力;D.对称循环应力答案:D6.在下列结论中()是错误的(1 分)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必定无变形;C.若物体产生变形则物体内总有一些点要产生位移;D.位移的大小取决于物体的变形和约束状态答案:B7.在下列三种力(1、支反力;2、自重;3、惯性力)中()属于外力(1 分)B.3和2;C.1和3;D.全部答案:D8.在一截面的任意点处若正应力ζ与剪应力η均不为零则正应力ζ与剪应力η的夹角为() (1 分)A.α=90;B.α=450;C.α=00;D.α为任意角答案:A9.拉压杆截面上的正应力公式ζ=N/A的主要应用条件是() (1 分)A.应力在比例极限以内;B.外力合力作用线必须重合于杆件轴线;C.轴力沿杆轴为常数;D.杆件必须为实心截面直杆答案:A10.构件的疲劳极限与构件的()无关。
(1 分)A.材料;B.变形形式;C.循环特性;D.最大应力。
材料力学复习资料一、选择题1、材料力学中对构件的受力和变形等问题可用连续函数来描述;通过试件所测得的材料的力学性能,可用于构件内部的任何部位。
这是因为对可变形固体采用了()假设。
A连续均匀性B各向同性C小变形D平面2、研究构件或其一部分的平衡问题时,采用构件变形前的原始尺寸进行计算,这是因为采用了()假设。
A平面 B 连续均匀性 C 小变形 D 各向同性3、关于截面法的适用对象和范围,下列说法正确的是:()。
A等截面直杆B直杆承受基本变形C不论基本变形还是组合变形,但限于直杆的横截面D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4、为使材料有一定的强度储备,安全系数取值应()。
A大于1 B 等于1 C小于1 D 都有可能5、脆性材料所具有的性质是:()。
A 试件拉伸过程中出现屈服现象B 压缩强度极限比拉伸强度极限大得多C 抗冲击性能比塑性材料好D 若极件因开孔造成应力集中现象,对强度无明显影响6、与塑性材料比,脆性材料在拉伸时,力学性能的最大特点是()。
A 强度低,对应力集中不敏感B相同拉力作用下变形小C断裂前几乎没有塑性变形D应力-应变关系严格遵循胡克定律7、下列材料中,不属于各向同性材料的有()。
A钢材B塑料C浇铸很好的混凝土D松木8、关于材料的冷作硬化现象有以下四种结论,正确的是()。
A由于温度降低,其比例极限提高,塑性降低;B由于温度降低,其弹性模量提高,泊松比减小;C经过塑性变形,其比例极限提高,塑性降低;D经过塑性变形,其弹性模量不变,比例极限降低。
9、低碳钢试样拉伸时,横截面上的应力公式σ =F N/A适用于以下哪一种情况? (a)。
A 只适用于σ ≤σ pB 只适用于σ ≤σ eC 只适用于σ ≤σ sD 在试样拉断前都适用10、关于下列四种结论,正确的是( a )。
○1同一截面上正应力与切应力必相互垂直。
○2同一截面上各点的正应力必定大小相等,方向相同。
材料力学I 期末复习资料一、判断题1. 弹性体静力学的任务是尽可能的保证构件的安全工作。
(Y )2. 作用在刚体上的力偶可以任意平移,但作用在弹性体上的力偶一般不能平移。
(Y )3. 若构件上的某一点的任何方向都无应变,则该点无位移。
(N )4. 切应变是变形后构件后构件内任意两条微线段之间夹角的变化量。
(N )5. 胡克定律适用于弹性变形范围内。
(Y )6. 材料的延伸率与试件的尺寸有关。
(Y )7. 一般情况下,脆性材料的安全系数要比塑性材料的大些。
(Y )8. 受扭圆轴的最大切应力出现在横截面上。
(Y )9. 受扭圆轴的最大拉应力的值和最大剪应力的值相等。
(N )10.受扭杆件的扭矩,仅与杆件受到的外力偶矩有关,而与杆件的材料及横截面积的大小、形状无关。
(N )11.平面图形对某轴的静矩等于零,则该轴比为此图形的对称轴。
. (N )12.在一组平行轴中,平面图形对心轴的惯性矩最小。
(Y )13.两梁的跨度、承受的载荷以及支撑都相同,但材料和横截面积不同,则它们的剪力图和弯矩图不一定相同。
(N )14.最大弯矩必然发生在剪力为零的横截面上。
(N )15.若在结构对称的梁上,作用有反对称载荷,则该梁具有对称的剪力图和反对称的弯矩图。
(Y )16.控制梁弯曲强度的主要因素是最大弯矩值。
(N )17.在等截面梁中,正应力绝对值的最大值︱σ︱max比出现在弯矩值︱M︱max最大截面上。
(N )18.梁上弯矩最大的截面,挠度也最大;弯矩为零的截面,转角也为零。
(N )19.平面弯矩梁的挠曲线必定是一条与外力作用面重合或平行的平面曲线。
(Y )20.有正应力作用的方向上,必有线应变;没有正应力作用的方向上,必无线应变。
(N )21.脆性材料不会发生塑性屈服破坏,塑性材料不会发生脆性断裂破坏。
(N )22.纯剪切单元体属于单向应力状态。
(N )23.脆性材料的破坏形式一定是脆性断裂。
(N )24.材料的破坏形式由材料的种类和所处的应力状态而定。
选择题1.拉压虎克定律的适用范围是材料工作时的应力不大于材料的( B )。
A . 屈服极限 B .比例极限 C .强度极限 D.弹性极限 2、正多边形截面有多少根形心主惯性轴:B A 、一根 B 、无穷多根 C 、一对 D 、三对 3、矩形截面梁受力如图所示,该梁的变形为:BA 、平面弯曲;B 、斜弯曲;C 、平面弯曲与扭转的组合;D 、斜弯曲与扭转的组合。
4、关于钢制细长压杆承受轴向压力达到分叉载荷之后,还能否继续承载,下列四种说法中,哪种是正确的:CA 、不能,应为载荷达到临界值时屈曲位移将无限制的增加;B 、能,应为压杆一直到折断时为止都有承载能力;C 、能,只要横截面上的最大正应力不超过比例极限;D 、不能,应为超过分叉载荷后,变形不再是弹性的。
5、当实心圆轴的直径增加1倍时,其抗扭强度、抗扭刚度分别增加到原来的( A ) (A) 8和16倍;(B) 16和8倍;(C) 8和8倍;(D) 16和16倍。
6、图示任意形状截面,它的一个形心轴z c 把截面分成I 和II 两部分。
在以下各式中哪一个一定成立( C )(A) I I zc + I II zc =0 ;(B) I I zc - I II zc =0 ;(C) S I zc +S II zc =0 ;(D) A I = A II 。
7、图示变截面梁,用积分法求挠曲线方程时( D ) (A) 应分2段,通常有2个积分常数; (B) 应分2段,通常有4个积分常数; (C) 应分3段,通常有6个积分常数; (D) 应分4段,通常有8个积分常数。
8、图示变截面梁,用积分法求挠曲线方程时( B ) (A) 应分3段,通常有3个积分常数; (B) 应分3段,通常有6个积分常数; (C) 应分2段,通常有2个积分常数;(D)应分2段,通常有4个积分常数。
9、下列结论中哪些是正确的?(D )(1)在平面弯曲的梁中,横截面的中性轴必通过截面形心; (2)在斜弯曲的梁中,横截面的中性轴必通过截面形心; (3)在偏心压缩的柱中,横截面的中性轴必通过截面形心;(4)在拉弯组合变形的杆中,横截面上可能没有中性轴。
材料力学复习资料(总17页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--材料力学复习一一、选择题1. 图中所示三角形微单元体,已知两个直角截面上的切应力为0τ,则斜边截面上的正应力σ和切应力τ分别为 。
A 、00,στττ==;B 、0,0σττ==;C 、00,στττ=-=;D 、0,0σττ=-=。
2.构件中危险点的应力状态如图所示,材料为低碳钢,许用应力为[]σ,正确的强度条件是 。
A 、[]σσ≤;B 、[]στσ+≤;C 、[],[][]/2σσττσ≤≤=;D []σ≤。
3. 受扭圆轴,当横截面上的扭矩不变而直径减小一半时,该横截面上的最大切应力原来的最大切应力是 。
A 、2倍B 、4倍C 、6倍D 、8倍4. 两根材料相同、抗弯刚度相同的悬臂梁I 、II 如图示,下列结论中正确的是 。
梁和II 梁的最大挠度相同 梁的最大挠度是I 梁的2倍 梁的最大挠度是I 梁的4倍 梁的最大挠度是I 梁的1/2倍P题1-4 图5. 现有两种压杆,一为中长杆,另一为细长杆。
在计算压杆临界载荷时,如中长杆误用细长杆公式,而细长杆误用中长杆公式,其后果是 。
A 、两杆都安全; B 、两杆都不安全;C 、中长杆不安全,细长杆安全;D 、中长杆安全,细长杆不安全。
6. 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。
4545题 1-1 图二、计算题(共5题,共70分)1、如图所示矩形截面梁AB ,在中性层点K 处,沿着与x 轴成45方向上贴有一电阻应变片,在载荷F 作用下测得此处的应变值为6451025.3-︒⨯-=ε。
已知200E GPa =,0.3μ=,求梁上的载荷F 的值。
2.(16分)圆杆AB 受力如图所示,已知直径40d mm =,112F kN =,20.8F kN =,屈服应力240s MPa σ=,安全系数2n =。
选择题1.危险截面是_______所在的截面。
A.最大面积B.最小面积C.最大应力D.最大内力2.图示矩形截面,Z轴过形心C,则该截面关于Z、Z1及Z2轴的惯性矩关系为_______。
A. Iz > Iz1> Iz2B. Iz2> Iz1> IzC. Iz2 > Iz> Iz1D. Iz1> Iz> Iz23.偏心拉伸(压缩)实质上是_______的组合变形。
A.两个平面弯曲B.轴向拉伸(压缩)与平面弯曲C.轴向拉伸(压缩)与剪切D.平面弯曲与扭转4.几何尺寸、支承条件及受力完全相同,但材料不同的二梁,其_______。
A. 应力相同,变形不同B. 应力不同,变形相同C. 应力与变形均相同D. 应力与变形均不同5.一铸铁梁,截面最大弯矩为负,其合理截面应为_______。
A.工字形 B.“T”字形 C.倒“T”字形 D.“L”形6.在图示受扭圆轴横截面上的切应力分布图中,正确的结果是_______。
7.梁的正应力公式是在“平面弯曲”前提下推导得到的,“平面弯曲”即_______。
A.梁在平面力系作用下产生的弯曲B.梁的内力只有弯矩没有剪力的弯曲C.梁的横截面变形后仍为平面的弯曲D.梁的轴线弯曲变形后仍为(受力平面内)平面曲线的弯曲8.工程中一般是以哪个指标来区分塑性材料和脆性材料的?_______。
A.弹性模量 B.强度极限 C.比例极限 D.延伸率9.今有两种压杆,一为中长杆,另一为细长杆,在计算临界力时,如中长杆误用细长杆的公式,而细长杆误用中长杆的公式,其后果是_______。
A.两杆都安全 B.两杆都不安全C.中长杆不安全,细长杆安全 D.中长杆安全,细长杆不安全10.对于没有明显屈服阶段的塑性材料,通常以产生0.2%的_______所对应的应力作为屈服极限,用σ0.2表示。
A.应力B.残余应力C.引伸率D.塑性应变11.低碳钢拉伸经过冷作硬化后,以下四种指标中哪种得到提高_______。
《材料力学》习题答案复习学习材料试题与参考答案一、单选题1.三轮汽车转向架圆轴有一盲孔(图a),受弯曲交变应力作用,经常发生疲劳断裂后将盲孔改为通孔(图b),提高了疲劳强度。
其原因有四种答案,正确答案是(A)。
A.提高应力集中系数B.降低应力集中系数C.提高尺寸系数D.降低尺寸系数2.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(D)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,且平行于形心主惯性平面3.对剪力和弯矩的关系,下列说法正确的是(C)A.同一段梁上,剪力为正,弯矩也必为正B.同一段梁上,剪力为正,弯矩必为负C.同一段梁上,弯矩的正负不能由剪力唯一确定D.剪力为零处,弯矩也必为零4.单位长度扭转角与(C)无关。
A.杆的长度B.扭矩C.材料性质D.截面几何性质5. 描述构件上一截面变形前后的夹角叫(B)A.线位移B.转角C.线应变D.角应变6.梁发生平面弯曲时,其横截面绕(A)旋转。
A.梁的轴线B.截面对称轴C.中性轴D.截面形心7. 梁在集中力偶作用的截面处,它的内力图为(C)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8. 塑性材料的名义屈服应力使用(D)A.σS表示B.σb表示C.σp表示D.σ0.2表示9.等截面直梁在弯曲变形时,挠曲线曲率最大发生在(D)处。
A.挠度最大B.转角最大C.剪力最大D.弯矩最大10.在单元体的主平面上(D)。
A.正应力一定最大B.正应力一定为零C.剪应力一定最小D.剪应力一定为零11. 圆截面杆受扭转作用,横截面任意一点(除圆心)的切应力方向(B)A.平行于该点与圆心连线B.垂直于该点与圆心连线C.不平行于该点与圆心连线D.不垂直于该点与圆心连线12.滚珠轴承中,滚珠和外圆接触点处的应力状态是(C)应力状态。
解释: 形变(应变)强化:材料经历一定的塑性变形后,其屈服应力升高了,这种现象称为应变强化; 弹性变形:材料受外力作用发生尺寸和形状的变形,外力除去后随之消失的变形; 刚度:在弹性范围内,构件抵抗变形的能力称为刚度; 弹性不完整性:弹性变形时加载线与卸载线并不重合,应变落后于应力,存在着弹性后效、弹性滞后、Bauschinger 效应等,这些现象属于弹性变形中的非弹性问题,称为弹性的不完整性; 弹性后效:在应力作用下应变不断随时间而发展的行为,以及应力去除后应变逐渐恢复的现象称为弹性后效; 弹性滞后:弹性变形范围内,骤然加载和卸载的开始阶段,应变总要落后于应力,不同步; Bauschinger 效应:经过预先加载变形,然后再反向加载变形时的弹性极限(屈服强度)降低的现象; 应变时效:经变形和时效处理后,材料塑性、韧性降低,脆性增加的现象; 韧性:指材料在断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力; 脆性断裂:按断裂前不发生宏观塑性变形; 韧性断裂:断裂前表现有宏观塑性变形; 平面应力状态:只有两个方向上存在应力的状态; 平面应变状态:变形只发生在x-y 平面内,板厚方向变形为零;低温脆性 咼周疲劳 低周疲劳 等强温度 弹性极限el 表示,超过(T el 时,认为材料开始屈服; 疲劳极限:在s-n 曲线上水平部分所对应的应力值; 应力腐蚀开裂:材料或零件在应力和腐蚀的环境的共同作用下引起的开裂; 氢脆:在应力和过量的氢共同作用下使金属材料塑性、韧性下降的一种现象; 腐蚀疲劳:零构件的破坏是在疲劳和腐蚀联合作用下发生的,这种失效形式称为腐蚀疲劳; 蠕变极限:高温长期载荷作用下材料的塑性变形抗力指标; 持久强度:在高温长时载荷作用下抵抗断裂的能力; 松弛稳定性:金属材料抵抗应力松弛的性能; 磨损:物体表面互相摩擦时材料自该表面逐渐损失的过程。
材料的弹性滞后环的大小对不同零件有不同的要求?。
答:a 越大越软。
材料越容易发生塑性形变和延性形变。
5. 在扭转实验中,塑性材料的断口方向及形貌,产生的原因?脆性材料的断口的断口方向及形貌,产生的原因?答:断裂面与试样轴线垂直,断口平齐,这是由于切应力造成的切断,断裂面与试样轴线 45°,这是由正应力造成 的正断。
与静拉伸试样的宏观断口特征相反。
6. 材料截面上缺口的存在,使得缺口根部产生(应力集中)和(双向应力),试样的屈服强度(/),塑性(\)。
7. 低温脆性常发生在具有什么结构的金属及合金中,在什么结构的金属及合金中很少发现。
答:低温脆性常发生在以体心立方金属为基结构的金属;以面心立方金属、密排立方为基的中、低强度材料中很少 发现。
8J 按断裂寿命和应力水平,疲劳可分为?疲劳断口的典型特征是?答:分为高周疲劳和低周疲劳。
特征是疲劳条纹。
9J 材料的磨损按机理可分为哪些磨损形式。
答:粘着磨损、磨粒磨损、腐蚀磨损、表面疲劳磨损、冲蚀磨损、微动磨损。
应不同加载试验下的应力状态系数分别为多少?答:三向不等拉伸:0.1、单向拉伸:0.5、扭转:0.8;二向压缩:1、单向压缩:2、三向不等压缩:4 11.材料的断裂按断裂机理分可分为?按断裂前塑性变形大小分可分为?答:微孔聚集型断裂、解理断裂、沿晶断裂;延性和脆性 血根据裂纹体所受载荷与裂纹间的关系,可将裂纹分为哪三种类型?哪种类型裂纹是实际工程构件中最危险的一种 形式?答:分为张开型、撕开型、滑开型。
张开性 13.循环载荷的五个参量?答:最大应力、最小应力、平均应力、应力半幅、应力比 |14.材料在环境介质作用下的开裂包括哪些类型。
答:应力腐蚀、氢脆、腐蚀疲劳、液态金属脆化。
15.在典型的金属蠕变曲线上包括哪三个阶段。
答:减速蠕变、恒速蠕变、加速蠕变。
16] 在材料的完整弹性变形中,加载的应力-应变曲线与卸载曲线 (完全重合);而对不完整的弹性变形,存在着(弹 性后效)、(弹性滞后)、 (Bauschinger (包辛格)效应)等弹性变形时加载线与卸载线不重合的现象。
17] 测定材料硬度的方法主要有?其中压入硬度法又可分为?答:有压力法、会跳法、刻画法。
分为:布氏、洛氏、维氏、努氏。
1、 (1) (2) (3) (4)(5) (6) ⑺ (8) (9) (10) (11) (⑵ (13) (14) (15) (16) (17) (18) (19) (20) (21) (22) (2随温度降低金属材料由韧性断裂转变为脆性断裂的现象; 指小型试样在变动载荷(应力)试验时,疲劳断裂寿命》 105周次的疲劳过程; 循环塑性应变控制下的疲劳;晶粒和晶界两者强度相等时的温度;试样加载后再卸载,以不出现残留的永久变形为标准,材料能够完全弹性恢复的最高应力值,用 (T2. 弹性滞后环是由于什么原因产生的答:应力和应变不同步,导致加载线和卸载线,不重合形成一个圭寸闭的滞后回线3. 断口的三个特征区?微孔聚集型断裂、解理断裂和沿晶断裂的微观特征分别为?答:纤维区、放射区、剪切唇。
微孔聚集型断裂特征:韧窝;解理断裂:解理台阶、河流舌状花样;沿晶断裂:石 状断口和冰糖状断口。
4. 应力状态系数a 值大小和应力状态的软硬关系。
为测量脆性材料的塑性,常选用应力状态系数 a 值(大)的实验方 法,如(压缩)等。
18]应力腐蚀中材料与介质的组合是(特定的);在腐蚀疲劳断裂中材料会在(任何)介质中出现。
19]材料的拉伸力学性能包括哪些强度指标和哪些塑性指标。
答:强度指标:屈服强度、抗拉强度、实际断裂强度;塑性指标:延伸率和断面收缩率。
20.材料的韧性是表征材料在外力作用下,从变形到断裂全过程中(吸收塑性变形功和断裂功)的能力。
21]e、(T p、er s、、(T b、V、K lSCC、'Kth 等分别表示材料的?答:e e:弹性极限;e P:比例极限;e s:扭转屈服强度;e b:抗拉强度;V :泊松比;K iscc:应力腐蚀破裂门槛值;J、-:疲劳裂纹扩展门槛值。
22拉伸试样的直径一定,标距越长则测出的延伸率会?答:越小。
23不同加载实验中,应力状态系数的大小关系?答:24哪种硬度与维氏硬度值可以互相比较?答:布氏硬度。
25在缺口试样的冲击实验中,试样的厚度、缺口的尖锐程度和试样冲击韧性的关系?答:厚度越大、缺口越尖锐,冲击韧性越小。
26双原子模型计算出的材料理论断裂强度比实际值高出1~3个数量级,是因为什么?答:实际材料有缺陷。
27材料的断裂韧性随板材厚度或构件截面尺寸的增加如何变化?答:首先材料的断裂韧性随板材厚度或构件截面尺寸的增加而减小,最终趋于一个稳定的最低值,即平面应变断裂韧度。
28在研究低周疲劳和高周疲劳时,分别通过控制什么的方式进行。
答:高周疲劳:控制应力;低周疲劳:控制应变。
29在高温高压下,氢与钢中的碳发生反应生成甲烷气体,从而导致钢的塑性降低,这种现象叫做?答:氢蚀。
3o I应力松弛是指什么?答:指高温服役的零件或材料在应变保持不变的条件下,其中的应力自行降低的现象。
31材料的弹性比功,可通过什么方法来得到提高答:提高弹性极限或者降低弹性模量。
32HRC种表示什么硬度。
答:洛氏硬度33在缺口试样的冲击实验中,缺口试样的厚和韧脆转变温度的关系答:厚度越大,韧脆转变温度越高。
34丨型(张开型)裂纹、II型(滑开型)裂纹的外加应力与裂纹面的方向关系?答:I型(张开型)裂纹:外加正应力垂直于裂纹面;ii型(滑开型)裂纹:外加应力平行于裂纹面35对称循环应力的应力比R为?答:R=-1.36黄铜容易在什么溶液中发生应力腐蚀开裂。
答:a黄铜在氨水中;B黄铜在水溶液中。
37 表示?答:在给定温度下,规定试验时间内发生断裂的持久极限。
38为使材料获得较高的韧性,对材料的强度和塑性有什么要求答:中等强度,中等塑性。
39奥氏体不锈钢在什么溶液中容易发生应力腐蚀开裂。
答:氯化物水溶液。
4o细晶强化不适用于什么温度下的强化?41.材料的应力腐蚀开裂具有哪些主要特征?答:应力腐蚀开裂具有以下特点:(1)造成应力腐蚀破坏的是静应力,远低于材料的屈服强度,而且一般是拉伸应力。
(2)应力腐蚀造成的破坏,是脆性断裂,没有明显的塑性变形。
(3)只有在特定的合金成分与特定的介质相组合时才会造成应力腐蚀。
(4)应力腐蚀的裂纹扩展速率一般在10-9~10-6m/s,有点象疲劳,是渐进缓慢的,这种亚临界的扩展状况一直达到某一临界尺寸,使剩余下的断面不能承受外载时,就突然发生断裂。
(5)应力腐蚀的裂纹多起源于表面蚀坑处,而裂纹的传播途径常垂直于拉力轴。
(6)应力腐蚀破坏的断口,其颜色灰暗,表面常有腐蚀产物。
(7)应力腐蚀的主裂纹扩展时常有分枝。
(8)应力腐蚀引起的断裂可以是穿晶断裂,也可以是晶间断裂。
(5分)42■材料的厚度或截面尺寸对材料的断裂韧性有什么影响?在平面应变断裂韧性K IC的测试过程中,为了保证裂纹尖端处于平面应变和小范围屈服状态,对试样的尺寸有什么要求?答:材料的断裂韧性随材料厚度或截面尺寸的增加而减小,最终趋于一个稳定的最低值,即平面应变断裂韧性K I C。
(2 分)为保证裂纹尖端处于平面应变和小范围屈服状态,对试样在z向的厚度B、在y向的宽度W与裂纹长度a之差(即W-a,称为韧带宽度)和裂纹长度a设计成如下尺寸43■脆性和塑性材料的典型应力-应变曲线有哪几种?并叙述曲线的主要特征及所属材料。
答:典型的应力-应变曲线主要有以下两种:(1)脆性材料如玻璃、多种陶瓷、岩石,交联很好的聚合物、低温下的金属材料、淬火状态的高碳钢和普通灰铸铁等的应力-应变曲线,在拉伸断裂前,只发生弹性变形,不发生塑性变形,在最高载荷点处断裂,形成平断口,断口平面与拉力轴线垂直。
(1分)(2)塑性材料的应力一应变曲线:(a)对调质钢和一些轻合金,它们的应力一应变曲线可分为:弹性变形阶段、发生屈服、应变强化或加工硬化阶段、缩颈阶段、断裂等阶段;断裂后形成杯状断口。
(b)退火低碳钢和某些有色金属材料,应力-应变曲线上具有明显的屈服点、屈服平台等特征。
(c)对某些塑性较低的金属如铝青铜、和形变强化能力特别强的金属如ZGMn13等材料,应力-应变曲线上不出现颈缩的,只有弹性变形阶段和均匀塑性变形阶段。
(d)对某些低溶质固溶体铝合金及含杂质的铁合金材料,在应力-应变曲线上回出现多次局部失稳或齿形特征。
(4分)44. 解释形变强化的概念,并阐述其工程意义。
答:拉伸试验中,材料完成屈服应变后,随应变的增加发生的应力增大的现象,称为形变强化。
材料的形变强化规律,可用Hollomon公式S=K n描述。
(2分)形变强化是金属材料最重要的性质之一,其工程意义在于:1)形变强化可使材料或零件具有抵抗偶然过载的能力,阻止塑性变形的继续发展,保证材料安全。