材料力学计算题库

材料力学I期末考试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 材料力学中，下列哪一项不是基本假设？A. 均匀性假设B. 连续性假设C. 各向同性假设D. 各向异性假设答案：D2. 在拉伸试验中，材料的屈服强度是指：A. 弹性极限B. 屈服极限C. 强度极限D. 断裂强度答案：B3. 影响材料弹性模量的因素不包括：A. 材料种类B. 温度C. 材料的几何形状D. 加载速度答案：C4. 梁的弯曲应力公式为：A. σ = My/IB. σ = Mx/IC. σ = VQ/ID. σ = Vx/I答案：A5. 材料力学中，下列哪一项不是应力状态的描述？A. 正应力B. 剪应力C. 应力集中D. 应力梯度答案：D6. 材料的疲劳破坏通常发生在：A. 最大应力处B. 最小应力处C. 应力集中处D. 应力均匀处答案：C7. 根据材料力学理论，下列哪一项不是材料的强度理论？A. 最大正应力理论B. 最大剪应力理论C. 最大应变理论D. 能量理论答案：D8. 梁的弯曲变形公式为：A. v = (Mx/EI)(1 - x^2/L^2)B. v = (Mx/EI)(1 - x^3/L^3)C. v = (Mx/EI)(1 - x/L)D. v = (Mx/EI)(1 - x^2/L^3)答案：B9. 材料的塑性变形是指：A. 弹性变形B. 永久变形C. 可逆变形D. 弹性和塑性变形的总和答案：B10. 在拉伸试验中，材料的弹性模量可以通过下列哪一项来确定？A. 弹性阶段的斜率B. 屈服阶段的斜率C. 断裂阶段的斜率D. 塑性变形阶段的斜率答案：A二、填空题（每题2分，共20分）1. 材料力学中，__________是指材料在外力作用下发生形变，但当外力移除后，形变能够完全恢复的性质。

答案：弹性2. 当材料受到拉伸时，其内部产生的__________应力称为正应力。

答案：垂直3. 材料力学中，__________是指材料在外力作用下发生形变，但当外力移除后，形变不能完全恢复的性质。

欢迎阅读《材料力学》考试题集一、单选题1. 构件的强度、刚度和稳定性________。

(A)只与材料的力学性质有关 (B)只与构件的形状尺寸有关(C)与二者都有关 (D)与二者都无关2. 一直拉杆如图所示，在P 力作用下 。

(A)(C) 3. (A)(C)4. (A) (C) (D)5. (A)(C)6. (A)(C)7. (A)(C)8.(A)ab (B)cb (C)lb (D)lc9. 微单元体的受力状态如下图所示，已知上下两面的剪应力为τ则左右侧面上的剪应力为 。

(A)τ/2 (B )τ (C)2τ (D)0P10. 下图是矩形截面，则m—m线以上部分和以下部分对形心轴的两个静矩的。

(A)绝对值相等，正负号相同(B)绝对值相等，正负号不同(C)绝对值不等，正负号相同(D)绝对值不等，正负号不同11. 平面弯曲变形的特征是。

(A)弯曲时横截面仍保持为平面(B)弯曲载荷均作用在同—平面内；(C)弯曲变形后的轴线是一条平面曲线(D)弯曲变形后的轴线与载荷作用面同在—个平面内12. 图示悬臂梁的AC段上，各个截面上的。

(A)剪力相同，弯矩不同(B)剪力不同，弯矩相同(C)剪力和弯矩均相同(D)剪力和弯矩均不同13. 当横向力作用于杆件的纵向对称面内时，关于杆件横截面上的内力与应力有以下四个结论。

其中是错误的。

(A)(C)14.(A)215.(A)挠度16.(A)应力17.(A)等直18.(A)(B)(C)(D)19.(A)N＝20.(A)(C)21.(A)(C)22. 图示杆件受到大小相等的四个方向力的作用。

其中段的变形为零。

(A)AB (B)AC (C)AD (D)BC23. 在连接件剪切强度的实用计算中，剪切许用应力是由得到的。

(A)精确计算(B)拉伸试验(C)剪切试验(D)扭转试验24. 剪切虎克定律的表达式是。

(A)τ＝Eγ(B)τ＝Εg(C)τ＝Gγ(D)τ＝G/A25. 在平面图形的几何性质中，的值可正、可负、也可为零．(A)静矩和惯性矩(B)极惯性矩和惯性矩(C)惯性矩和惯性积(D)静矩和惯性积26. 图示梁(c为中间铰)是。

拉伸与压缩一、选择填空1、 轴向拉伸细长杆件如图所示，__________A ．1-1、2-2面上应力皆均匀分布；B ．1-1面上应力非均匀分布，2-2面上应力均匀分布；C ．1-1面上应力均匀分布，2-2面上应力非均匀分布；D ．1-1、2-2面上应力皆非均匀分布。

2、塑性材料试件拉伸试验时，在强化阶段发生__________A ．弹性变形；B ．塑性变形；C ．线弹性变形；D ．弹性与塑性变形3、图示平板，两端收均布载荷q 作用，若变形前在板的表面上画上两条平行线AB 和CD （如图所示），则变形后 A AB //CD ，α角减小 B AB //CD ，α角不变 C AB //CD ，α角增大 D AB 不平行于CD ，4、图示超静定直杆的横截面面积为A ，AC 段和CB 段材料相同，在集中力P 作用时，A 、B 两端的支反力为B DCA qqαA. 2P R R B A == B. 322PR R B A ==C. 433PR R B A ==D. 54PR R B A ==5、设杆件横截面面积为A ，轴力为N;该横截面上某点B 处的微小面积为∆A ，∆A 上的微小内力为∆N ，则下列结论中正确的是 (1).=AN为该横截面上的平均正应力． (2).B σ=AN∆∆为点B 处微小面积上的平均正应力．(3).ANA B ∆∆=→∆0limσ为点B 处的正应力．(4).点B 可选在横截面上的任一点处，故横截面上某点处的正应力可表示为A NA ∆∆=→∆0limσ A 、(1)，(2) 。

B 、（3)，(4)。

C 、(1)，(2)，(3)。

D 、全对。

6、图示桁架，1、2两杆为铝杆，3杆为钢轩今欲使3杆的内力增大，正确的做法是 。

7、阶梯形杆（如图所示），横截面面积分别为A A A A ==212，，长度分别为l 和2/l ，材料的弹性模量均为E 。

杆件受轴向拉力P 作用时，最大的线应变是 。

一、一结构如题一图所示。

钢杆1、2、3的横截面面积为A=200mm 2，弹性模量E=200GPa,长度l =1m 。

制造时3杆短了△=0。

8mm.试求杆3和刚性梁AB 连接后各杆的内力。

（15分）aalABC123∆二、题二图所示手柄，已知键的长度30 mm l =，键许用切应力[]80 MPa τ=，许用挤压应力bs[]200 MPa σ=，试求许可载荷][F 。

（15分）三、题三图所示圆轴，受eM 作用。

已知轴的许用切应力[]τ、切变模量G ,试求轴直径d 。

(15分）四、作题四图所示梁的剪力图和弯矩图。

（15分)五、小锥度变截面悬臂梁如题五图所示,直径2bad d =，试求最大正应力的位置及大小。

（10分）六、如题六图所示,变截面悬臂梁受均布载荷q 作用，已知q 、梁长l 及弹性模量E .试用积分法求截面A 的得分评分人F键40633400Aal bM eBd a a aqqaqa 2dbBda AF挠度w A 和截面C 的转角θC .（15分)七、如图所示工字形截面梁AB ,截面的惯性矩672.5610zI -=⨯m 4，求固定端截面翼缘和腹板交界处点a 的主应力和主方向。

（15分）一、（15分)（1）静力分析（如图（a）)1N F2N F3N F图(a)∑=+=231,0N N N yF F F F（a)∑==31,0N N CF F M(b)（2）几何分析（如图（b)）1l∆2l∆3l∆∆图（b）wql /3x lhb 0b (x )b (x )BAC 50kN AB0.75m303030140150zya∆=∆+∆+∆3212l l l(3）物理条件EA l F l N 11=∆，EA l F l N 22=∆，EAl F l N 33=∆ （4）补充方程∆=++EAlF EA l F EA l F N N N 3212 （c） （5）联立（a）、（b）、(c)式解得:kN FkN FF N N N 67.10,33.5231===二、(15分）以手柄和半个键为隔离体，S0, 204000OM F F ∑=⨯-⨯=取半个键为隔离体，bsS20F F F ==由剪切：S []s FA ττ=≤，720 N F = 由挤压:bs bs bs bs[][], 900N FF Aσσ=≤≤取[]720N F =.三、（15分）eABM M M +=0ABϕ=， A B M a M b ⋅=⋅得 e B a M M a b =+, e A b MM a b=+当a b >时 e316π ()[]M ad a b τ≥+；当b a >时 e316π ()[]M bd a b τ≥+。

1.轴的扭转剪应力公式τρ=T I P ρ适用于如下截面轴( C ) A.矩形截面轴 B.椭圆截面轴C.圆形截面轴D.任意形状截面轴2.用同一材料制成的实心圆轴和空心圆轴，若长度和横截面面积均相同，则抗扭刚度较大的是哪个( C )A.实心圆轴B.空心圆轴C.两者一样D.无法判断3.矩形截面梁当横截面的高度增加一倍、宽度减小一半时，从正应力强度考虑，该梁的承载能力的变化为( B )A.不变B.增大一倍C.减小一半D.增大三倍4.图示悬臂梁自由端B 的挠度为( B )A.ma a EI ()l -2B. ma a EI 32()l -C.ma EID. ma a EI 22()l - 5.图示微元体的最大剪应力τmax 为多大( A )A. τmax =100MPaB. τmax =0C. τmax =50MPaD. τmax =200MPa6.用第三强度理论校核图示圆轴的强度时，所采用的强度条件为( D )A.P A M W T W Z P ++()()242≤［σ］ B.P A M W T W Z P++≤［σ］ C. ()()P A M W T W Z P ++22≤［σ］ D.()()P A M W T W Z P ++242≤［σ］7.图示四根压杆的材料、截面均相同，它们在纸面内失稳的先后次序为( A )A. (a),(b),(c),(d)B. (d),(a),(b),(c)C. (c),(d),(a),(b)D. (b),(c),(d),(a)8.图示杆件的拉压刚度为EA ，在图示外力作用下其变形能U 的下列表达式哪个是正确的( A )A. U=P a EA22B. U=PEAP bEA 22 22l+C. U=PEAP bEA 22 22l-D. U=PEAP bEA 22 22 a+9图示两梁抗弯刚度相同，弹簧的刚度系数也相同，则两梁中最大动应力的关系为( C )A. (σd) a =(σd) bB. (σd) a >(σd) bC. (σd) a <(σd) bD. 与h大小有关二、填空题(每空1分，共20分)1.在材料力学中，为了简化对问题的研究，特对变形固体作出如下三个假设：连续性假设、均匀性假设、各向同性假设。

计算题训练二
1、如图所示，已知杆AC为圆截面钢杆，许用应力[σ]1=170MPa；杆BC为正方形截面木杆，许用应力[σ]2=120MPa；F=60KN。

试选择圆截面钢杆的直径d
C
2、图12所示圆形截面外伸梁，若材料的许用应力[σ]=10MPa，试确定该梁横截面的直径d。

3、一铸铁梁，其截面如图所示，已知许用压应力为许用拉应力的4倍，即[σ-]=4[σ+]。

试从强度方面考虑，宽度b为何值最佳。

4、图示结构，拉杆AB为圆钢，若F=50kN，[σ]=200MPa，试设计AB杆的直径。

5、 图示结构由AB 和直径为20mm 的钢拉杆CD 组成。

己知钢材的材料许用
应力[σ ]=160MP a ；求结构的许用荷载F ？
2m
A B
6、图示结构，已知钢杆AB ，直径mm d 30=，许用应力［σ1］=160MPa,木杆AC 为矩形截面，宽b = 50mm , 高h=100mm , 许用应力［σ2］=8MPa 。

试求许可载荷[F]
7、一矩形截面简支木梁，受力如图所示，已知 L=4m ，b=14cm ，h=21cm ，q=2kN/m ，弯曲时木材的许用应力[σ]=11M Pa 。

试校核梁的强度，并求梁能承受的最大荷载。

8、由木材制成的矩形截面悬臂梁，在梁的水平对称面内受到1800F N =作用，在铅直对称面对受到21650F N =，木材的许用应力MPa 10][=σ。

若矩形截面b h 2=，试确定其截面尺寸。

q。

模拟试题一一、单项选择题（本大题共8小题，每小题4分，共32分）在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的。

1．静定杆件的内力与其所在截面的（）可能有关．A．形状B．大小C．位置D．材料2．图1阶梯形杆，AB段为钢，BC段为铝。

在P力作用下（）。

A．AB段轴力最大B．BC段轴力最大C．CD段轴力最大D．三段轴力—祥大3．对于水平梁某一指定的截面来说，在它（）的外力将产生正的剪力．A．左侧向上或右侧向下B．左或右侧向上C．左侧向下或右侧向上D．左或右侧向下4．工字钢的一端固定、一端自由，自由端受集中力P的作用。

若梁的横截面和P力作用线如图2，则该梁的变形状态为（）。

A．平面弯曲B．斜弯曲+扭转C．平面弯曲+扭转D．斜弯曲5．图3矩形截面，则m~m线以上部分和以下部分对形心抽z的两个静距的（）。

A．绝对值相等，正负号相同B．绝对值相等，正负号不同C．绝对值不等，正负号相同D．绝对值不等，正负号不同6．扭转应力公式适用于（）杆件。

A．任意截面形状B．任意实心截面形状C．任意材料的圆截面D．线弹性材料的圆截面7．在下列关于梁转角的说法中，（）是错误的。

A．转角是横截面绕中性轴转过的角位移B．转角是变形前后同一横截面间的夹角C．转角是横截面绕梁轴线转过的角度D．转角是挠曲线之切线与轴拘坐标轴间的夹角8．塑性较好的材料在交变应力作用下，当危险点的最大应力低于屈服极限时（）。

A．既不可能有明显塑性变形，也不可能发生断裂B．虽可能有明显塑性变形，但不可能发生断裂C．不仅可能有明显的塑性变形．而且可能发生断裂D．虽不可能有明显的塑性变形，但可能发生断裂二、作图题（本大题共3小题，每小题6分，共18分）。

1．绘图4结构的轴力图。

图42．绘图5结构的扭矩图。

（Te=4kN·m；t=2kN/m；l=2m）图53．绘图6桁梁组合结构中梁式杆的M图。

图6三、计算题（本大题共3小题，第1题15分，第2题15分，第3题20分，共50分）。

材料力学试题及答案一、选择题1. 材料力学中，下列哪个参数是用来描述材料在受力时抵抗变形的能力？A. 弹性模量B. 屈服强度C. 抗拉强度D. 断裂韧性答案：A2. 以下哪种材料在受力后能够完全恢复原状？A. 弹性体B. 塑性体C. 粘弹性体D. 脆性体答案：A3. 应力集中现象主要发生在哪种情况下？A. 材料表面存在缺陷B. 材料内部存在孔洞C. 材料受到均匀分布的载荷D. 材料受到单一集中载荷答案：D4. 根据胡克定律，当应力不超过比例极限时，应力与应变之间的关系是：A. 线性的B. 非线性的C. 指数的D. 对数的答案：A5. 材料的疲劳破坏是指在何种条件下发生的？A. 单次超负荷B. 长期重复载荷C. 瞬间高温D. 腐蚀环境答案：B二、填空题1. 在简单的拉伸和压缩实验中，应力（σ）是力（F）与横截面积（A）的比值，即σ=______。

答案：F/A2. 材料的韧性是指其在断裂前能够吸收的能量，通常通过______试验来测定。

答案：冲击3. 当材料在受力时发生塑性变形，且变形量随时间增加而增加，这种现象称为______。

答案：蠕变4. 剪切应力τ是剪切力（V）与剪切面积（A）的比值，即τ=______。

答案：V/A5. 材料的泊松比是指在单轴拉伸时，横向应变与纵向应变的比值，通常用希腊字母______表示。

答案：ν三、简答题1. 请简述材料弹性模量的定义及其物理意义。

答：弹性模量，又称杨氏模量，是指材料在弹性范围内抵抗形变的能力的量度。

它定义为应力与相应应变的比值。

物理意义上，弹性模量越大，表示材料在受力时越不易发生形变，即材料越硬。

2. 描述材料的屈服现象，并解释屈服强度的重要性。

答：屈服现象是指材料在受到外力作用时，由弹性状态过渡到塑性状态的过程。

在这个过程中，材料首先经历弹性变形，当应力达到某个特定值时，即使应力不再增加，材料也会继续发生显著的塑性变形。

屈服强度是衡量材料开始屈服的应力值，它对于工程设计和材料选择具有重要意义，因为它决定了结构在载荷作用下的安全性和可靠性。

材料力学考试试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 材料力学中，下列哪一项不是材料的基本力学性能？A. 弹性B. 塑性C. 韧性D. 硬度2. 材料在拉伸过程中，若应力超过屈服点后继续增加，材料将进入：A. 弹性阶段B. 塑性阶段C. 断裂阶段D. 疲劳阶段3. 材料的弹性模量E表示的是：A. 材料的硬度B. 材料的韧性C. 材料的弹性程度D. 材料的屈服强度4. 根据材料力学理论，下列哪一项不是材料的疲劳破坏特点？A. 疲劳破坏是局部的B. 疲劳破坏是突然的C. 疲劳破坏是可预测的D. 疲劳破坏是累积的5. 在材料力学中，下列哪一项不是材料的失效模式？A. 屈服B. 断裂C. 腐蚀D. 疲劳6. 材料的屈服强度和抗拉强度之间的关系是：A. 屈服强度总是大于抗拉强度B. 屈服强度总是小于抗拉强度C. 屈服强度等于抗拉强度D. 两者之间没有固定关系7. 材料的疲劳寿命与下列哪一项无关？A. 应力水平B. 材料的微观结构C. 环境温度D. 材料的密度8. 材料的冲击韧性通常用下列哪一项来表示？A. 抗拉强度B. 屈服强度C. 硬度D. 冲击吸收能量9. 材料的疲劳寿命与加载频率的关系是：A. 正相关B. 负相关C. 无关D. 先正相关后负相关10. 在材料力学中，下列哪一项不是材料的应力-应变曲线的特点？A. 弹性阶段B. 屈服阶段C. 塑性阶段D. 线性阶段二、简答题（每题10分，共20分）1. 请简述材料的弹性模量和屈服强度的区别和联系。

2. 材料的疲劳破坏与静载下的破坏有何不同？三、计算题（每题15分，共30分）1. 已知一材料的弹性模量E=200 GPa，泊松比ν=0.3。

若材料受到拉伸力F=10 kN，试计算材料的应变ε和应力σ。

2. 某材料的疲劳寿命S-N曲线已知，当应力水平为σ=200 MPa时，疲劳寿命N=1000次。

若应力水平降低到150 MPa，根据Basis Goodman关系，计算新的疲劳寿命。

材料力学练习题一、选择题1. 材料力学中，下列哪个参数与材料的弹性模量无关？A. 杨氏模量B. 泊松比C. 剪切模量D. 热膨胀系数2. 在拉伸试验中，材料达到屈服点后，其应力-应变曲线的斜率代表什么？A. 弹性模量B. 屈服强度C. 断裂强度D. 塑性变形模量3. 材料力学中，哪个定律描述了材料在受力时的弹性行为？A. 胡克定律B. 牛顿第二定律C. 欧拉定律D. 莫尔定律4. 根据材料力学，下列哪种情况下材料的失效模式为疲劳断裂？A. 静态载荷下B. 循环载荷下C. 冲击载荷下D. 热应力作用下5. 在材料力学中，哪个参数描述了材料抵抗剪切变形的能力？A. 杨氏模量B. 泊松比C. 剪切模量D. 断裂韧性二、判断题6. 材料的弹性模量和剪切模量之间存在一定的关系。

（）7. 材料的屈服强度总是大于其抗拉强度。

（）8. 材料的疲劳寿命与加载频率无关。

（）9. 材料在受到拉伸时，其体积保持不变，这是根据泊松比的定义。

（）10. 材料的断裂韧性是衡量材料在受到冲击载荷时抵抗断裂的能力。

（）三、简答题11. 简述材料力学中的应力集中现象及其对结构设计的影响。

12. 解释什么是材料的疲劳寿命，并举例说明如何通过设计来延长材料的疲劳寿命。

13. 描述材料在受到拉伸时的三个主要变形阶段，并解释每个阶段的特点。

14. 什么是材料的塑性变形？它与弹性变形有何不同？15. 材料的断裂韧性如何影响材料的断裂行为？请举例说明。

四、计算题16. 一个直径为50mm，长度为200mm的圆杆，在受到100kN的拉伸力作用下，计算其轴向应力和应变（假设材料的杨氏模量为200GPa）。

17. 假设一个材料的屈服强度为250MPa，抗拉强度为350MPa，若该材料受到一个循环载荷，其最大应力为300MPa，最小应力为0MPa，请计算其安全系数。

18. 一个矩形截面梁，宽为200mm，高为500mm，受到一个集中力P=20kN作用在中点，求该梁的最大弯曲应力。

材料⼒学练习题及答案-全学年第⼆学期材料⼒学试题(A 卷)⼀、选择题（20分）1、图⽰刚性梁AB 由杆1和杆2⽀承，已知两杆的材料相同，长度不等，横截⾯积分别为A 1和A 2，若载荷P 使刚梁平⾏下移，则其横截⾯⾯积（）。

A 、A 1〈A 2B 、A 1 〉A 2C 、A 1=A 2D 、A 1、A 2为任意2、建⽴圆轴的扭转应⼒公式τρ=M ρρ/I ρ时需考虑下列因素中的哪⼏个答：（）（1）扭矩M T 与剪应⼒τρ的关系M T =∫A τρρdA （2）变形的⼏何关系（即变形协调条件）（3）剪切虎克定律（4）极惯性矩的关系式I T =∫A ρ2dAA 、（1）B 、（1）（2）C 、（1）（2）（3）D 、全部 3、⼆向应⼒状态如图所⽰，其最⼤主应⼒σ1=（） A 、σ B 、2σ题号⼀⼆三四五六总分得分题⼀、3图题⼀、1图C、3σD、4σ4、⾼度等于宽度两倍(h=2b)的矩形截⾯梁，承受垂直⽅向的载荷，若仅将竖放截⾯改为平放截⾯，其它条件都不变，则梁的强度（）A、提⾼到原来的2倍B、提⾼到原来的4倍C、降低到原来的1/2倍D、降低到原来的1/4倍5. 已知图⽰⼆梁的抗弯截⾯刚度EI相同，若⼆者⾃由端的挠度相等，则P1/P2=（）A、2B、4C、8⼆、作图⽰梁的剪⼒图、弯矩图。

（１５分）三、如图所⽰直径为d的圆截⾯轴，其两端承受扭转⼒偶矩m 的作⽤。

题⼀、5图题⼀、4⼆题图设由实验测的轴表⾯上与轴线成450⽅向的正应变，试求⼒偶矩m 之值、材料的弹性常数E 、µ均为已知。

（15分）四、电动机功率为9kW ，转速为715r/min ，⽪带轮直径D =250mm ，主轴外伸部分长度为l =120mm ，主轴直径d =40mm ，〔σ〕=60MPa ，⽤第三强度理论校核轴的强度。

（15分）五、重量为Q 的重物⾃由下落在图⽰刚架C 点，设刚架的抗弯刚度为EI ，试求冲击时刚架D 处的垂直位移。

材料力学性能试题一、名词解释（共20分,每小题4分）缺口效应；解理台阶；冷脆转变；热疲劳；二、计算题（共42分,第1题22分，第2题20分） 1、一直径为10mm ，标距长为50mm 的标准拉伸试样，在拉力P=10kN 时，测得其标距伸长为50.80mm 。

求拉力P=32kN 时，试样受到的条件应力、条件应变及真应力、真应变。

（14分）该试样在拉力达到55.42kN 时，开始发生明显的塑性变形；在拉力达到67.76kN 后试样断裂，测得断后的拉伸试样的标距为57.6mm ，最小处截面直径为8.32mm ；求该材料的屈服极限σs 、断裂极限σb 、延伸率和断面收缩率。

（8分）2、某大型构件中心有长为4mm 的原始裂纹，该构件在频率为50Hz ，σMAX =-σMIN=85MPa的周期循环应力下工作，已知该裂纹的扩展速率为：d ɑ/dN = C(ΔK )n ，其中：n=3，C=2.4×10-16，且知Y=√π，2ɑC =32mm，问该构件在此循环应力下能安全工作多长时三、简述题（共24分,每小题12分） 1 说明冲击韧性测试原理和测试的基本步骤，测试的力学性能指标A K 的物理意义并说明它由哪几个阶段部分组成？2．何谓J 积分的守恒性？在应用J 积分处理裂纹扩展问题时有何四、作图题（共14分） 已知某材料的σ-1为600Mpa ，σb 为800Mpa ，作出其疲劳图并在图中标出其应力循环的安全工作区，求其应力循环对称系数为r时的σr ，并在疲劳图上标出其相应的σmax 、σmin 、σm 、σa ，该材料在σmax =720Mpa ，σmin =220Mpa 的循环应力下工作，问是否安全？材料力学性能 一、名词解释（共25分,每小题5分）尺寸效应；脆性断裂；形变硬化；平面应力；二、计算题（共45分,第1题25分，第2题20分）1、一直径为8mm，标距长为40mm的拉伸试样，在拉力P=18.9kN时，测得其标距伸长为41.754mm。

实用文档第一章绪论【例 1-1 】钻床如图1-6a 所示，在载荷P 作用下，试确定截面m-m上的内力。

【解】（ 1）沿 m-m 截面假想地将钻床分成两部分。

取m-m 截面以上部分进行研究（图1-6b ），并以截面的形心O为原点。

选取坐标系如图所示。

（ 2）为保持上部的平衡，m-m 截面上必然有通过点O的内力 N 和绕点 O的力偶矩M。

（ 3）由平衡条件∴【例 1-2 】图 1-9a 所示为一矩形截面薄板受均布力p 作用，已知边长=400mm，受力后沿 x 方向均匀伸长=0.05mm。

试求板中 a 点沿 x 方向的正应变。

【解】由于矩形截面薄板沿x 方向均匀受力，可认为板内各点沿x 方向具有正应力与正实用文档应变，且处处相同，所以平均应变即 a 点沿 x 方向的正应变。

x 方向【例 1-3 】图 1-9b 所示为一嵌于四连杆机构内的薄方板，b=250mm。

若在 p 力作用下CD杆下移b=0.025，试求薄板中 a 点的剪应变。

【解】由于薄方板变形受四连杆机构的制约，可认为板中各点均产生剪应变，且处处相同。

第二章拉伸、压缩与剪切【例题 2.1 】一等直杆所受外力如图 2. 1 (a)所示，试求各段截面上的轴力，并作杆的轴力图。

解：在 AB段范围内任一横截面处将杆截开，取左段为脱离体( 如图 2. 1 (b)所示)，假定轴力 F N1为拉力 ( 以后轴力都按拉力假设) ，由平衡方程F x0 ， F N1300得F N130kN结果为正值，故 F N1为拉力。

同理，可求得BC段内任一横截面上的轴力( 如图 2. 1 (c)所示)为F N230 4070(kN)在求 CD段内的轴力时，将杆截开后取右段为脱离体( 如图 2. 1 (d)所示)，因为右段杆上包含的外力较少。

由平衡方程F x0 ，F N330 200.得F N330 20 10(kN)结果为负值，说明 F N3 为压力。

同理，可得段内任一横截面上的轴力F N4 为DEF N4 20kN30kN 40kN80kN30kN 20kN(a)40kN 80kN 30kN 20kN30kNA (a)CDEB20kN30kN40kN80kN30kN(b) 30kN (a)A (a)BC DE40kN 80kN F30kN20kN30kN40kN 80kN 30kN 30kN20kNCDE(a)B30kN30kN(b) 40kN A F N1(a)(c)BD F N2EA30kN C(b)40kN(b)FABC D30kN20kN30kN80kNE30kN30kN(c)40kNF N2(b)F N330kN 20kN30kN(a)F(d)F 30kN40kN(b)F N2(c) BCDE30kN20kN30kNA(d)F N340kNF N2(c)30kN(c)30kN (b)e)F N420kN40kN(d)20kN(c)F N2 FF N330kN(d)30kN (e)F N370kN 30kN 20kN F N420kN(d) (c)F N3 40kN 30kN F N2 20kN(e) 30kN70kN20kN(f)(d)20kN F N4 (e)FN420kNN3 70kN30kN(e)(d)(f)F20kN 30kN20kN20kNF N470kN10kN30kN(f)20kN70kN(f) (e) 30kN(e) 20kN FN410kN20kN(f)30kN70kN20kN10kN10kN(f)30kN 10kN20kN10kN(f)图 2.1 例题 2.1 图【例题 2.2 】 一正方形截面的阶梯形砖柱，其受力情况、各段长度及横截面尺寸如图 2.8(a) 所示。

材料力学的试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 材料力学研究的对象是什么？A. 材料的化学性质B. 材料的力学性质C. 材料的热学性质D. 材料的电学性质2. 材料力学中，下列哪一项不是基本力学性质？A. 弹性B. 韧性C. 硬度D. 塑性3. 材料力学中，应力的定义是什么？A. 力与面积的比值B. 力与体积的比值C. 力与长度的比值D. 面积与力的比值4. 材料力学中，下列哪一项不是材料的基本变形形式？A. 拉伸B. 压缩C. 扭转D. 膨胀5. 材料力学中，弹性模量表示什么？A. 材料的硬度B. 材料的韧性C. 材料的弹性D. 材料的塑性二、简答题（每题10分，共30分）6. 简述材料力学中材料的三种基本力学性质。

7. 解释材料力学中的应力-应变曲线，并说明其各阶段的意义。

8. 什么是材料的屈服强度，它在工程设计中的重要性是什么？三、计算题（每题25分，共50分）9. 一根直径为20mm，长度为200mm的圆杆，在两端受到100kN的拉伸力。

如果材料的弹性模量为200GPa，求圆杆的伸长量。

10. 一个直径为50mm，长为100mm的空心圆筒，内径为40mm，受到一个扭矩为500N·m。

如果材料的剪切模量为80GPa，求圆筒的最大剪切应力。

答案一、选择题1. B. 材料的力学性质2. C. 硬度3. A. 力与面积的比值4. D. 膨胀5. C. 材料的弹性二、简答题6. 材料力学中材料的三种基本力学性质包括弹性、塑性和韧性。

弹性是指材料在受到外力作用后能恢复原状的能力；塑性是指材料在达到一定应力后，即使撤去外力也不会完全恢复原状的性质；韧性是指材料在断裂前能吸收和分散能量的能力。

7. 应力-应变曲线是描述材料在受力过程中应力与应变之间关系的曲线。

它通常包括弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和颈缩阶段。

弹性阶段表示材料在受力后能够完全恢复原状；屈服阶段是材料开始产生永久变形的点；强化阶段是材料在屈服后继续承受更大的应力而不断裂；颈缩阶段是材料接近断裂前发生的局部变细现象。

1. 一个直径为10cm的圆形截面钢杆，承受的最大拉力为100kN。

已知材料的屈服强度为350MPa，请计算该钢杆的安全系数。

解答：首先，我们需要计算钢杆在最大拉力下的应力。

应力= 力/ 面积= 100kN / (π* (10cm)^2) = 100kN / (3.14 * 100cm^2) ≈3.18MPa。

然后，我们计算安全系数。

安全系数= 材料屈服强度/ 应力= 350MPa / 3.18MPa ≈11.2。

所以，该钢杆的安全系数为11.2。

2. 一个长度为2m的悬臂梁，其根部固定，自由端承受一个集中力F。

已知梁的截面积A为0.01m^2，材料的弹性模量为E为200GPa。

请计算梁的自由端的位移。

解答：首先，我们需要计算梁的弯曲刚度I。

I = 面积* 长度^3 / 12 = 0.01m^2 * (2m)^3 / 12 = 0.04m^4。

然后，我们计算梁的弯矩M。

M = F * x / 2，其中x为梁自由端到集中力作用点的距离。

由于梁是均匀分布载荷，我们可以假设x为梁长度的一半，即x = 1m。

所以，M = F * 1m / 2 = F/2。

接下来，我们使用弯矩-曲率关系求解梁的自由端位移w。

w = M * y^3 / (3EI)，其中y为梁自由端的垂直位移。

由于梁是均匀分布载荷，我们可以假设y为梁高度的一半，即y = h/2。

所以，w = M * (h/2)^3 / (3EI) = F^3 / (6E*I*h^2)。

最后，我们得到梁的自由端位移w = F^3 / (6E*I*h^2)。