答案材料力学复习考试题解析

时间：2021-03-05 18:04:43 来源：蒲公英阅读网 本文已影响人

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答案材料力学复习考试题解析 本文简介：材料力学复习题第2章1．如图所示桁架结构，各杆的抗拉刚度均为，则结点的竖向位移为：（）（A）（B）（C）（D）习题1图2．如图所示正方形截面柱体不计自重，在压力作用下强度不足，差，（即F/A=1.2[σ]）为消除这一过载现象（即F/A‘=[σ]），则柱体的边长应增加约：（）（A）（B）（C）（D）习

答案材料力学复习考试题解析 本文内容：

材料力学复习题

第2章

1．

如图所示桁架结构，各杆的抗拉刚度均为，则结点的竖向位移为：（

）

（A）

（B）（C）

（D）

习题1

图

2．

如图所示正方形截面柱体不计自重，在压力作用下强度不足，差，（即F/A=1.2[σ]）为消除这一过载现象（即F/A‘=

[σ]），则柱体的边长应增加约：（

）

（A）

（B）

（C）

（D）

习题2

图

习题3图

3．

如图所示杆件的抗拉刚度，杆件总拉力，若杆件总伸长为杆件长度的千分之五，则载荷和之比为：（

）

（A）

（B）

（C）

（D）

4．

如图所示结构，是刚性梁，当两杆只产生简单压缩时，载荷作用点的位置距左边杆件的距离为：（

）

（A）

（B）

（C）

（D）

习题4图

习题5图

5．

图示杆件的抗拉刚度为，其自由端的水平位移为

3Fa/EA

，杆件中间截面的水平位移为

Fa/EA

。

6．图示桁架结构各杆的抗拉刚度均为，则节点的水平位移为

Flcos45/EA

，竖向位移为

Flcos45/EA

。

习题6图

习题7图

7．

图示结构为刚性梁，重物重量，可自由地在间移动，两杆均为实心圆形截面杆，1号杆的许用应力为，2号杆的许用应力为，不计刚性梁的重量。试确定两杆的直径。

8．

某铣床工作台进油缸如图所示，油缸内压为，油缸内径，活塞杆直径，活塞杆材料的许用应力，试校核活塞杆的强度。

习题8图

习题9图

9．如图所示结构，球体重量为，可在刚性梁上自由移动，1号杆和2号杆的抗拉刚度分别为和，长度均为，两杆距离为。不计刚性梁的重量。（1）横梁中点的最大和最小竖向位移是多少？（2）球体放在何处，才不会使其沿梁滚动？

习题10图

①

②

习题11图

10.

如图所示结构，是刚性横梁，不计其重量。1，2号杆的直径均为，两杆材料相同，许用应力为，尺寸。求结构的许可载荷。

11.

如图所示结构中的横梁为刚性梁，两圆形竖杆的长度和材料均相同，直径，材料的许用拉应力，不计刚性梁的重量，求结构能承受的最大载荷。

第3章

1．

脆性材料压缩破坏时断口呈接近的原因是（

）。（通过做应力圆分析而来）

（A）面上的内力过大

（B）面上的拉应力过大

（C）面上的压应力过大

（D）面上的切应力过大

2.

低碳钢压缩实验时，试件最终成鼓状的主要原因是（

）。

（A）试件抗压强度太低

（B）试件泊松效应太大

（C）试件与实验夹具接触面摩擦力的影响

（D）实验夹具的强度不够

3.

几种材料的拉伸曲线如图所示，材料

A

的强度最高；材料

B

的刚度最大；材料

C

的塑性最好。

习题3图

习题6图

4.

某试件材料的屈服极限为320MPa,该试件拉伸到屈服极限时的轴向应变为，则材料的弹性模量E

=

200

Gpa。继续加载到轴向应变为，在此时试件完全卸载后的残余应变，则试件卸载时截面上的应力是

400

MPa。

5.

某试件材料的屈服极限为200MPa,该试件拉伸到屈服极限时的轴向应变为，则材料的弹性模量E

=

100

。继续加载到300MPa时轴向应变为，则该试件完全卸载后的残余应变

1.2%

。

6.

同一材料的拉伸和扭转实验的应力应变关系如图所示，试指出哪根曲线是拉伸实验的（2）结果？而哪根曲线（1）是扭转实验的结果？并根据图中的数据计算材料的弹性模量{E=240/（1200*10-6）=200MPa}以及泊松比(利用公式G=E/2（1+u）即可求出0.25)。

第4章

1.

圆轴承受扭矩作用时，最大切应力正好达到屈服极限，若将圆轴横截面面积增加一倍，则当扭矩等于

时，其最大切应力达到屈服极限。

（A）

（B）（C）（D）

2.

承受相同扭矩作用的两实心圆轴的最大切应力之比为，则两圆轴的极惯性之比为：

（A）（B）（C）

（D）

3.

直径为的实心圆轴两端受集中扭矩作用，圆轴外表面的切应力为。在相同扭矩作用下，外直径为、内径为的空心圆轴外表面的切应力为

2t/15

。

4．

在图示直角曲拐中，段的刚度很大(说明不考虑BC弯曲变形产生的挠度)，处由一轴承支承，已测得处的竖向位移为。若将段的直径由增加到，载荷由增加到，则处的竖向位移为

0.0625mm

（只有AB扭转角引起的C点位移）

。

习题4图

习题5图

5．如图所示实心圆轴的直径为，受均布的力偶矩作用，材料的剪切弹性模量为。（1）求圆轴截面上的最大切应力。（2）求自由端的转角。（3）作圆轴的转角图。

6．如图为同一材料制成的阶梯状实心圆轴，一端固定一端自由，材料剪切弹性模量为，两段圆轴长均为，在自由端承受扭矩作用，如果，则圆轴自由端的扭转角度

34ma/Gπd4

。

习题6图

习题7图

7．如图所示实心圆轴的直径为，长度，受外力偶矩作用，材料的剪切弹性模量为。（1）求圆轴截面上三处的切应力大小及其方向。（2）求两端截面的相对转角。

第5章

作梁的内力图

第6章

1．如图所示阶梯状梁，最大正应力出现在截面：

。

（A）

处

（B）处

（C）处

（D）处

习题1图

习题2图

2．如图所示外伸梁的直径为，在移动载荷作用下，梁中最大弯曲正应力为：

。

（A）

（B）

（C）

（D）

3．如图所示悬臂梁，在其中性层上下述结论正确的是：

。

（A）

（B）

（C）

（D）

习题3图

习题4图

4．

如图所示平面弯曲梁的截面是由一圆形挖去一正方形而形成的，则关于该梁的强度的下列论述中，只有

是正确的。

（A）当梁的横截面的放置方向如图时，梁的强度最小。

（B）梁的强度与横截面的放置方向无关。

（C）当梁的横截面的放置方向如图旋转时，梁的强度最大。

（D）当梁的横截面的放置方向如图旋转时，梁的强度最小。

习题5图

5．如图所示矩形截面简支梁截面上的最大正应力为，则整个梁中的最大正应力为：

60MPa

。

6．如图所示，长度为的矩形截面梁（上作用有可在全梁上任意移动的载荷，则梁中产生的最大正应力为：

6FL/bh2

，最大切应力为：

2F/3bh

。

习题6图

习题7图

7．如图所示阶梯状悬臂梁，在载荷作用下，则梁中产生的最大正应力为：

6Fa/bh2

，最大切应力为：

3F/2bh

。

8．如图所示，直径为的金属丝绕在直径为的轮缘上，。（1）已知材料的弹性模量为，且金属丝保持在线弹性范围，则金属丝中的最大弯曲正应力是多少？（2）已知材料的屈服极限为，如果要使变形后的金属丝能完全恢复原来的直线形状，则轮缘的直径不得小于多少？

习题8图

习题9图

9．如图所示，由两根槽钢组成的外伸梁在外伸端分别受到载荷的作用，已知，材料的许用应力。求梁的许可载荷。

10．如图所示，铁轨对枕木的压力为，路基对枕木的反作用力可认为是均匀分布的，两铁轨之间的距离为，（1）为使枕木具有最大的强度，则尺寸最合理的大小是多少？（2）若枕木的抗弯截面系数为，材料的许用应力为，则在枕木具有最大强度时，其能承受的最大轨道压力为多大？

（将在反力以q作用在简梁上计算，正负弯矩绝对值相同即可求出）

习题10图

习题11图

11．如图所示矩形截面简支木梁长，受可任意移动的载荷作用，木材的许用正应力为，许用切应力为，梁截面的高宽比为。试求梁许可的截面尺寸。

12．如图所示，一很长的钢筋放置于刚性地面上，用力将其提起，钢筋直径为，单位长度的重量为，当时，载荷有多大？此时钢筋中的最大正应力是多少？

第7章

1．

如图所示，外伸梁在载荷作用下产生变形。则下列叙述中，错误的是：

（A）段梁的弯矩为零，但挠度不为零。

（B）段梁的弯矩为零，所以该段梁无变形,只有位移。

（C）段梁的挠度和转角是因段梁的变形而引起的。

（D）段梁无载荷，所以该段梁的转角为零。

习题1图

习题2图

2．

如图所示，悬臂梁自由端的挠度为，梁中点的挠度为，则有：

。

（A）

（B）

（C）

（D）

3．如图所示，两悬臂梁在自由端用铰相连，铰处作用有集中力，则两梁中的最大弯矩为：

。

（将铰约束分开，设左边梁受力R则右边梁为F-R，由左右两梁在C点挠度相同，可求出R=2F/3，因此选B）

（A）

（B）

（C）

（D）

习题3图

习题4图

4．如图所示，长度为、抗弯刚度为的悬臂梁在自由端处与下方的一刚性曲拐固接。若要使点的挠度为零，则段的长度

2L/3

。

(将力F平移到B点，则点受集中力F和力偶Fa，F产生向上挠度，Fa产生向下两挠度两者相同，从而得到a=2L/3)

5．

如图所示各梁的抗弯刚度为，试用叠加法计算梁截面的转角以及点的挠度。

6．画出如图所示梁的剪力图和弯矩图。

习题6图

习题7图

7．如图所示，长度为、抗弯刚度为、抗弯截面系数为的悬臂梁在中点受载荷作用，而在自由端支有一弹簧，弹簧的刚度系数，这里为一系数。试求：（1）处弹簧所受的压力。（2）分析和讨论当系数时梁固定端截面上最大正应力的变化情况。

习题8图

习题9图

8．如图所示，两长度为、截面宽度为高度为的矩形简支梁在中点垂直相交，上梁底面和下梁上面刚好接触，上下梁材料的弹性模量均为，在上梁中点作用集中力，试求：（1）两梁中点的竖向位移。（2）结构中的最大拉应力。

9．如图所示简支梁中，及段的抗弯刚度为，梁受均布载荷作用，梁下有一刚性平台，与梁的间隙为。若段梁正好与平台接触，则。这时平台分担了多大的载荷？

（接触点D转化为弯矩为零的固端，即可求出B点支反力qa/2，从而求出B点的位移qa4/24EI即为所求。）

第8章

1．下列应力状态中，

其一点的主单元体是唯一的。

（A）单向应力状态

（B）两个主应力相同的应力状态

（C）三个主应力均不相同的应力状态

（D）静水压力状态

2．如图所示的应力状态，当切应力改变了方向，则：

。

（A）主应力和主方向都发生了变化。

（B）主应力不变，主方向发生了变化。

（C）主应力发生了变化，主方向不变。（D）主应力和主方向都不变。

习题2图

习题3图

3．某平面应力状态如图所示，则该应力状态的主应力为：

100

，

0

，

0

。如果材料的弹性模量为200GPa，泊松比为0.33，则该点竖直方向的应变为

_

167.5

。

4．如图所示简单扭转圆轴，其直径为，材料的弹性模量为，泊松比为，在圆轴表面方向测得线应变，求扭矩的大小。

（

习题4图

习题5图

其最大拉应力即45度方向，且等于剪应力大小）

5．

如图所示，直径的圆轴承受弯曲和扭转的联合作用，在上缘点处，由单纯弯曲作用时引起的正应力为，而该点处的最大正应力是。则轴所受的扭矩是多大？

6．如图所示直径的T形杆受载荷和作用，材料的

许用应力。试用第三强度理论校核其强度。

习题6图

习题7图

7．如图所示矩形截面偏心拉伸杆件。，，用应变片测量杆件上表面的轴向应变，（1）若要测得最大拉应变，则偏心距最大拉应变是多大？（2）若应变片的读数为零，则偏心距

第9章

1．塑性材料某点的应力状态如图示。若材料的许用正应力为，许用切应力为，

则构件强度校核时应采用的公式是

。

（A）

（B），

（C）

（D）

习题1图

2．

如图所示矩形截面杆件中部被削去了一部分，则杆件中的最大拉应力是平均应力的：

倍。

（A）2

（B）4

（C）6

（D）8

习题2图

习题3图

3．如图所示矩形截面杆件上缘的应变是下缘应变的两倍，则载荷的偏心距为

。

（A）

（B）

（C）

（D）

4．如图所示直径为的圆轴在自由端截面的圆周上作用有一拉力，则杆件中的最大正应力是拉力作用在形心时的

倍。

（A）

（B）

（C）

（D）

习题4图

习题5图

5．如图所示直径为的曲杆在自由端受集中力作用，则其第三强度理论的等效应力为：

。

（A）

（B）

（C）

（D）

6．如图所示矩形截面杆件，载荷作用在截面竖直对称轴上，若杆件上缘各点应变是下缘各点应变的三倍，则载荷的偏心距。若杆件上缘沿杆件轴线方向

的应变片读数为，材料的弹性模量，则载荷

习题6图

7．

如图所示矩形截面偏心拉伸杆件。，，用应变片测量杆件上表面的轴向应变，（1）若要测得最大拉应变，则偏心距最大拉应变是多大？（2）若应变片的读数为零，则偏心距

习题7图

习题8图

8．如图所示结构，水平简支梁的横截面是直径的圆轴，，，。求梁中的最大拉应力和最大压应力的位置及数值。

9．如图所示直径为的曲杆受均布载荷作用，材料的弹性模量为，泊松比

。（1）求危险点的第三强度理论的等效应力。（2）求自由端的竖向位移。

习题9图

第10章

1．下列因素中，对压杆失稳影响不大的是

。

（A）杆件截面的形状

（B）杆件材料的型号（

（C）杆件的长度

（D）杆件约束的类型

2．如图所示，如果将压杆中间的铰去掉，那么结构的临界载荷是原来的

。

（A）倍

（B）倍（C）倍

（D）倍

习题2图

习题3图

3．

如图所示，正十字形截面压杆的底端四周固定，上端自由并承受轴向压力。则其失稳方向为：

。

（A）方向

（B）方向

（C）斜方向

（D）任意方向

4．如图所示压杆其右端有一螺圈弹簧，如果将临界载荷表达为欧拉公式的形式，则式中参数的取值范围为：

。

（A）

（B）

（C）

（D）

习题4图

5．压杆的横截面是圆形，其临界载荷为，现将其横截面面积增加一倍，

其余条件不变，则其临界载荷变为

200

。若同时压杆的长度减小一半，则其临

界载荷变为

800

。

6．两细长压杆的横截面一为圆形，另一为正方形，两杆的横截面面积相同，在长度、约束以及材料相同的情况下，两压杆的临界载荷之比为：

3/π

；而临界应力之比为：

果3/π

。

7．一端固定一端自由的细长杆件在自由端受横向集中力作用时产生的最大挠度为，以同样载荷拉伸时产生的变形为，杆件的抗拉刚度，则杆件压缩时能承受的最大载荷为：

π2/360

。

第11章

1.

如图所示梁在载荷单独作用下的应变能为，在载荷单独作用下的应变能为

；在载荷和共同作用下的应变能为，则有：

。

（A）

（B）

（C）

（D）

习题1图

习题.2图

2.

如图所示悬臂梁中，载荷单独作用下的应变能为，在截面处引起的挠度为

；载荷单独作用下的应变能为，在截面处引起的挠度为；两载荷同时作

用时应变能为，在截面处引起的挠度为。则有：

。

（A），

（B），

（C）

，

（D），

3.

四根材料不同的悬臂梁受集中力作用，它们的加载曲线如图所示，其中纵轴表示

梁在点的挠度，横轴表示载荷。则四根梁的应变能由大到小的排列是：

2.1.4.3

。

习题3图

①

④

②

③

附录

1．如图所示边长为的正三角形截面，其对任意边的惯性矩为，而对任意过形心的轴的惯性矩为，则有：

。

（A）

（B）

（C）

（D）

习题1图

习题2图

2．如图所示宽为、高为的矩形截面，其对底边的惯性矩

。

（A）

（B）

（C）

（D）

3．若一个正方形截面与一个圆形截面面积相同时，则两图形对于其形心轴的惯性矩之比为：

π/3

。

习题4图

习题5图

4．如图所示半径为的半圆形截面图形，轴是直径轴，是与轴平行的轴，则截面对轴的惯性矩为：πR4/8

；对轴的惯性矩为：

5πR4/8

；若截面对轴的惯性矩最小，则

4R/3π

。

5．如图所示两个直径为的圆形组成的截面，其对两个坐标轴的惯性矩分别为：

πd4/32

；

5πd4/32

。而惯性积为：

0

。

6．如下图所示边长为的正方形截面图形，是三根平行的轴，则截面对轴

A

的惯性矩最小，且为：

a4/12

；截面对轴

C

的惯性矩最大，且为：

7a4/12

。

习题6图

篇2：材料力学期末试题选择题

材料力学期末试题选择题 本文关键词：材料力学，选择题，期末，试题

材料力学期末试题选择题 本文简介：一、绪论1．各向同性假设认为，材料沿各个方向具有相同的A。(A)力学性质；(B)外力；(C)变形；(D)位移。2．均匀性假设认为，材料内部各点的C是相同的。(A)应力；(B)应变；(C)位移；(C)力学性质。3．构件在外力作用下B的能力称为稳定性。（A）不发生断裂；（B）保持原有平衡状态；（C）不产

材料力学期末试题选择题 本文内容：

一、

绪论

1．各向同性假设认为，材料沿各个方向具有相同的

A

。

(A)力学性质；

(B)外力；

(C)变形；

(D)位移。

2．均匀性假设认为，材料内部各点的

C

是相同的。

(A)应力；

(B)应变；

(C)位移；

(C)力学性质。

3．构件在外力作用下

B

的能力称为稳定性。

（A）不发生断裂；（B）保持原有平衡状态；

（C）不产生变形；（D）保持静止。

4．杆件的刚度是指

D

。

（A）杆件的软硬程度；（B）件的承载能力；

（C）杆件对弯曲变形的抵抗能力；（D）杆件对弹性变形的抵抗能力。

二、

拉压

1．低碳钢材料在拉伸实验过程中，不发生明显的塑性变形时，承受的最大应力应当小于

D

的数值，

（A）比例极限；（B）许用应力；（C）强度极限；（D）屈服极限。

2．对于低碳钢，当单向拉伸应力不大于

C

时，虎克定律σ=Eε成立。

(A)

屈服极限σs；(B)弹性极限σe；(C)比例极限σp；(D)强度极限σb。

3．没有明显屈服平台的塑性材料，其破坏应力取材料的

B

。

（A）比例极限σp；（B）名义屈服极限σ0.2；

（C）强度极限σb；（D）根据需要确定。

4．低碳钢的应力~应变曲线如图所示，其上

C

点的纵坐标值为该钢的强度极限sb。

3题图

(A)e；

(B)f；

(C)g；

(D)h。

5、三种材料的应力—应变曲线分别如图所示。其中强度最高、刚度最大、塑性最好的材料分别是

。

(A)a、b、c；

(B)b、c、a；

(C)b、a、c；

(D)c、b、a。

5．材料的塑性指标有

C

。

(A)σs和δ；

(B)σs和ψ；

(C)δ和ψ；

(D)σs,δ和ψ。

6．确定安全系数时不应考虑

D

。

(A)材料的素质；(B)工作应力的计算精度；(C)构件的工作条件；(D)载荷的大小。

7．低碳钢的许用力［σ］=

C

。

(A)σp/n；

(B)σe/n；

(C)σs/n；

(D)σb/n。

8．系统的温度升高时，下列结构中的____A______不会产生温度应力。

9、图示两端固定阶梯形钢杆，当温度升高时

D

。

(A)AC段应力较大，C截面向左移；

(B)AC段应力较大，C截面向右移；

(C)CB段应力较大。C截面向左移动；

(D)CB段应力较大，C截面向右移动．

10．在图中，若AC段为钢，CB段为铝，其它条件不变，则A、B端的约束反力(图示方向)满足关系

D

。

(A)；

(B)；

(C)；

(D)。

11．图示等直杆两端固定。设AC、CD、DB三段的轴力分别为FNl、FN2、FN3,则

C

。

(A)

FNl=FN3=0,FN2=P；

(B)

FNl=FN3=-P，FN2=0；

(C)

FNl=FN30；

11题图

(D)

FN1=FN2=FN3=0。

12．直杆的两端固定，如图所示。当温度发生变化时，杆

C

。

12题图

(A)横截面上的正应力为零，轴向应变不为零；

(B)横截面上的正应力和轴向应变均不为零；

(C)横截面上的正应力不为零，轴向应变为零；

(D)横截面上的正应力和轴向应变均为零。

13．图示木榫接头，左右两部分形状完全一样，当F力作用时，接头的剪切面积等于

C

。

(A)ab；(B)cb；

(C)lb；(D)lc。

14．如右图所示，在平板和受拉螺栓之间垫上一个垫圈，可以提高____D_____。

A．螺栓的拉伸强度；

B．螺栓的挤压强度；

C．螺栓的剪切强度；

D．平板的挤压强度。

15．插销穿过水平放置的平板上的圆孔，在其下端受有一拉力P．该插销的剪切面面积

和计算挤压面积分别等于

B

。

(A)；(B)；

(C)

；(D)

。

三、

扭转

1．

圆轴横截面上某点剪应力τρ的大小与该点到圆心的距离ρ成正比，方向垂直于过该点的半径。这一结论是根据

B

推知的。

(A)变形几何关系，物理关系和平衡关系；

(B)变形几何关系和物理关系；

(C)物理关系；

(D)变形几何关系。

2、空心圆轴扭转时，横截面上切应力分布为图

B

所示。

3．图示圆轴由两种材料制成，在扭转力偶Me作用下，变形前的直线ABC将变成

所示的

D

情形。

(A)；

(B)；

(C)；

(D)。

四、

弯曲内力

五、

弯曲应力

1、三根正方形截面梁如图所示，其长度、横截面面积和受力情况相同，其中(b)、(c)梁的截面为两个形状相同的矩形拼合而成，拼合后无胶接．在这三根梁中，

A

梁内的最大正应力相等。

(A)(a)和(c)；

(B)(b)和(c)；

(C)(a)和(b)；

(D)(a)、(b)和(c)。

2、某直梁横截面面积为常数横向力沿Y方向作用，下图所示的四种截面形状中，抗弯能力最强的为_

B

____截面形状。

Y

Y

Y

Y

(A)矩形

(B)工字形

(C)圆形

(D)正方形

3、T形截面铸铁悬臂梁受力如图，轴Z为中性轴，横截面合理布置的方案应为

B

。

y

y

(A)

(B)

(C)

(D)

y

z

y

x

F

y

4．图示U形截面梁在平面弯曲时，截面上正应力分布如图

C

所示。

六、

弯曲变形

1．在下面这些关于梁的弯矩与变形间关系的说法中，

D

是正确的。

(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。

2、用积分法求图示梁的挠曲线方程时，确定积分常数的四个条件，除外，另外两个条件是

B

。

3、梁的受力如图，挠曲线正确的是

B

。

(D)

(C)

(B)

(A)

m

m

m

m

m

m

m

m

m

m

4．图示等直梁承受均布荷载q作用，C处用铰链连接。在截面C上__

D

___。

A.

有弯矩，无剪力；

B.

有剪力，无弯矩；

C.

既有弯矩又有剪力；

D.

既无弯矩又无剪力；

七、

应力状态

1、下面

B

单元体表示构件Ａ点的应力状态。

(C)

(D)

(B)

(A)

2、已知单元体及其应力圆如图所示，单元体斜截面ab上的应力对应于应力圆上的

C

点坐标。

(A)

1；(B)

2；

(C)

3；

(D)

4。

3、已知单元体及应力圆如图所示，s1所在主平面的法线方向为

D

。

(A)

n1；(B)

n2；

(C)

n3；

(D)

n4。

2．图示应力圆对应于应力状态

C

。

3．图示应力圆对应于单元体

A,D

。

4、图示应力状态，用第三强度理论校核时，其相当应力为

D

。

(A)；

(B)；

(C)

；(D)。

5．在圆轴的表面画上一个图示的微正方形，受扭时该正方形

B

。

(A)保持为正方形；(B)变为矩形；

(C)变为菱形；(D)变为平行四边形．

6．图示外伸梁，给出了1、2、3、4点的应力状态。其中图

B

D

所示的应力状态是错误的。

八、

组合变形

1．悬臂梁的横截面形状如图所示，C为形心。若作用于自由端的载荷F垂直于梁的轴线，且其作用方向如图中虚线所示，则发生平面弯曲变形的情况是

A

D

。

2．薄壁梁的横截面如图所示，壁厚处处相等，外力作用面为纵向平面a-a。其中图

C

所示截面梁发生斜弯曲变形。

九、

压杆稳定

1、一端固定、另一端有弹簧侧向支承的细长压杆，可采用欧拉公式Pcr＝π2EI/(μl)2

计算。压杆的长度系数的正确取值范围是__B____。

(A)>2.0；

(B)0.7<<2.0；

(C)<0.5；

(D)0.5<<0.7

2、细长杆承受轴向压力P的作用，其临界压力与

C

无关。

(A)杆的材质；(B)杆的长度；(C)P的大小；(D)杆的截面形状和尺寸。

3．长度因数的物理意义是

C

。

(A)

压杆绝对长度的大小；

(B)

对压杆材料弹性模数的修正；

(C)

将压杆两端约束对其临界力的影响折算成杆长的影响；

(D)

对压杆截面面积的修正。

4．在材料相同的条件下，随着柔度的增大

C

。

(A)细长杆的临界应力是减小的，中长杆不是；

(B)中长杆的临界应力是减小的，细长杆不是；

(C)细长杆和中长杆的临界应力均是减小的；

(D)细长杆和中长杆的临界应力均不是减小的。

5．对于不同柔度的塑性材料压杆，其最大临界应力将不超过材料的

C

。

(A)比例极限sP；

(B)弹性极限se；

(C)屈服极限sS；

(D)强度极限sb。

6、由低碳钢组成的细长压杆，经冷作硬化后，其（

B

）

。

A.

稳定性提高，强度不变；

B.

稳定性不变，强度提高；

C.

稳定性和强度都提高；

D.

稳定性和强度都不变。

十、

动载荷

十一、

交变应力

1、描述交变应力变化规律的5个参数（smax，smin，sm，sa和r）中。独立参数有

B

。

(A)

1；

(B)

2；

(C)

3；

(D)

4。

2．影响构件持久极限的主要因素有

ABCD

。

（A）构件形状；（B）构件尺寸；（C）表面加工质量；（D）表层强度。

3．

构件的疲劳极限与构件的

D

无关。

（A）材料；（B）变形形式；（C）循环特性；（D）最大应力。

4．图示阶梯轴为同种材料制成，表面质量相同，受对称交变应力作用，下面说法正确的是

AD

。

（A）

nn截面杆件持久极限高于mm截面杆件持久极。

（B）

mm截面杆件持久极限高于nn截面杆件持久极。

（C）

杆件mm截面强度高于nn截面强度。

（D）

杆件nn截面强度高于mm截面强度。

5．图示同种材料阶梯轴，表面质量相同，受对称交变正应力作用，下面说法正确的是

BD

。

(A)AA截面杆件持久极限高于BB截面杆件持久极。

(B)BB截面杆件持久极限高于AA截面杆件持久极。

(C)

杆件BB截面强度高于AA截面强度。

(D)

杆件AA截面强度高于BB截面强度。

6．火车运行时，其车箱轮轴中段横截面边缘上任一点的应力为

B

。

(A)脉动循环交变应力；

(B)对称循环交变应力；

(C)非对称循环交变应力；

(D)不变的弯曲应力。***************************************************************

11

篇3：材料力学性能期试卷和答案

材料力学性能期试卷和答案 本文关键词：试卷，答案，力学性能，材料

材料力学性能期试卷和答案 本文简介：中原工学院重修标识2009～2010学年第1学期A卷材科专业材料的力学性能课程期末试卷题号一二三四五六七八九十总分一、填空（每空1分，共10分）1、屈服强度是金属材料重要的力学性能指标，它受各种内外因素的影响，内在因素包括金属本性及晶格类型，_______________，_____________

材料力学性能期试卷和答案 本文内容：

中

原

工

学

院

重修标识

2009～2010

学年

第

1

学期

A卷

材科

专业

材料的力学性能

课程期末试卷

题号

一

二

三

四

五

六

七

八

九

十

总分

一、填空（每空1分，共10分）

1、屈服强度是金属材料重要的力学性能指标，它受各种内外因素的影响，内在因素包括金属本性及晶格类型，_______________，_______________，____________。

2、根据摩擦面损伤和破坏的形式，磨损大致可分4类：粘着磨损、___________、____________及接触疲劳。

3、断裂韧度受各种内外因素的影响，外在因素主要包括____________，____________。

4、硬度实验方法包括布氏硬度、___________、___________、___________等方法。

二、判断题：（在正确的前面划“ú”，错误的前面划“×”；每题1分，共10分）

（

）1、过载持久值表征疲劳断裂时的应力循环周次，属于采用能量方法表示的力学性能指标，与应变比能、断裂韧度相同。

（

）2、冲击韧度、静力韧度、断裂韧度，都是衡量材料韧性大小的力学性能指标。而且，它们采用相同的计量单位。

（

）3、只要存在金属材料、应力和腐蚀介质，一定会发生应力腐蚀断裂。

（

）4、疲劳裂纹萌生后便马上开始扩展，扩展分为介稳扩展和失稳扩展两个阶段，而且，介稳扩展的速率较快。

（

）5、氢脆断裂的微观断裂机理一般为沿晶断裂，断裂表面有泥状花样的腐蚀产物及腐蚀坑。

（

）6、各种断裂判据，都是裂纹失稳扩展的断裂判据，因此，都是非常安全的。

（

）7、缺口强化与形变强化不一样，不是强化材料的重要手段，但对于那些不能进行热处理强化的材料，可以作为强化的手段。

（

）8、比例极限与蠕变极限相似，都属于长度类力学性能指标，都与拉伸紧密相关，是表示拉伸的力学性能指标。

（

）9、磨损曲线与蠕变曲线相似，都分为三个阶段，斜率表示速率，因此它们的纵横坐标是相同。

（

）10、同一金属材料用不同的硬度测定方法所测得的硬度值是相同的。

三、选择题：（每题1分，共10分）

1、蠕变过程可以用蠕变曲线来描述，按照蠕变速率的变化，可将蠕变过程分为三个阶段：（

）、恒速阶段和加速阶段。

A、磨合阶段；

B、疲劳磨损阶段；C、减速阶段；D、不稳定阶段。

2、不对称循环疲劳强度、耐久强度、疲劳裂纹扩展门槛值、接触疲劳强度都属于（

）产生的力学性能。

A、接触载荷；

B、冲击载荷；

C、交变载荷；

D、化学载荷。

3、生产上为了降低机械噪声，对有些机件应选用（

）高的材料制造，以保证机器稳定运转。

A、循环韧性；

B、冲击韧性；

C、弹性比功；D、比弹性模数。

4、拉伸断口一般成杯锥状，由纤维区、放射区和（

）三个区域组成。

A、剪切唇；

B、瞬断区；

C、韧断区；

D、脆断区。

5、根据剥落裂纹起始位置及形态的差异，接触疲劳破坏分为点蚀、浅层剥落和（

）三类。

A、麻点剥落；

B、深层剥落；

C、针状剥落；

D、表面剥落。

6、应力状态软性系数表示最大切应力和最大正应力的比值，单向压缩时软性系数（ν=0.25）的值是（

）。

A、0.8；

B、0.5；

C、1；

D、2。

班级

姓名

学号

………………………………………装……………………………订……………………………线………………………………………

本试卷共

3

页，此页为

A

卷第

1

页

（注：参加重修考试者请在重修标识框内打钩）

7、韧度是衡量材料韧性大小的力学性能指标，是指材料断裂前吸收（

）和断裂功的能力。

A、塑性变形功；

B、弹性变形功；

C、弹性变形功和塑性变形功；

D、冲击变形功

8、金属具有应变硬化能力，表述应变硬化行为的Hollomon公式，目前得到比较广泛的应用，它是针对真实应力-应变曲线上的（

）阶段。

A、弹性；

B、屈服；

C、均匀塑性变形；

D、断裂。

9、因相对运动而产生的磨损分为三个阶段：（

）、稳定磨损阶段和剧烈磨损阶段。

A、磨合阶段；

B、疲劳磨损阶段；C、跑合阶段；D、不稳定磨损阶段

10、应力松弛是材料的高温力学性能，是在规定的温度和初始应力条件下，金属材料中的（

）随时间增加而减小的现象。

A、弹性变形；

B、塑性变形；

C、应力；

D、屈服强度。

四、名词解释：（每题5分，共20分）

1、形变强化与滞弹性

2、应力腐蚀断裂与应力腐蚀门槛值

3、变动载荷与过载损伤区

4、临界裂纹尺寸与裂纹尖端张开位移

五、简答题：（每题7.5分，共30分）

1、简述韧性断裂，画出中强度钢光滑圆柱拉伸试样室温的宏观韧性断口示意图，并标注各区名称。

2、简述σ-1和ΔKth的异同点，并画出疲劳裂纹扩展速率曲线。

班级

姓名

学号

………………………………………装……………………………订……………………………线………………………………………

本试卷共

3

页，此页为

A

卷第

2

页

3、简述缺口的两个效应，并画出厚板缺口拉伸时弹性状态下的应力分布图。

4、简述氢脆的类型及其特征。

六、综合计算题：（每题10分，20分）

已知平面应变修正公式为：,1、一块含有长为16mm中心穿透裂纹[KⅠ=

σ(πa)1/2]的钢板，受到350MPa垂直于裂纹平面的应力作用。（1）如果材料的屈服强度分别是1400Mpa和385

MPa，求裂纹顶端应力场强度因子值；（2）试比较和讨论上述两种情况下，对应力场强度因子进行塑性修正的意义。

2、已知某材料的γs＝2J/m2，E＝2×105MPa，2.5×10-10m，

(1)如存在0.8mm长的的垂直拉应力的横向穿透裂纹（可视为无限宽薄板），求该材料的裂纹扩展的临界应力。

(2)求这种材料的理论断裂强度，并结合(1)题，讨论理论断裂强度和实际断裂强度。

班级

姓名

学号

………………………………………装……………………………订……………………………线………………………………………

班级

姓名

学号

………………………………………装……………………………订……………………………线………………………………………

本试卷共

3

页，此页为

A

卷第

3

页

中

原

工

学

院

A卷

2009～2010学年

第

1

学期

材科专业

材料的力学性能

课程期末试卷

标准答案（即评分标准）

一、填空（每空1分，共10分）

1、晶粒大小和亚结构，溶质元素，第二相。2、磨粒磨损；腐蚀磨损。3、温度，应变速率。4、洛氏硬度、维氏硬度、维氏显微硬度、努氏硬度、肖氏硬度、莫氏硬度、里氏硬度、巴氏硬度等（答对任何三种均可）。

二、判断题（在正确的前面划“ú”，错误的前面划“×”；每题1分，共10分）

1、（×）；2、（×）；3、（×）；4、（×）；

5、（×）

6、（×）；7、（×）；8、（×）；9、（×）；

10、（×）

三、选择题：（每题1分，共10分）

1、C；2、

C；3、A；4、A；5、B

；6、D；7、A；8、C；9、A；10、C。

四、名词解释：（每题5分，共20分）

1、形变强化与滞弹性

材料在应力作用下进入塑性变形阶段后，随着变形量的增大，形变应力不断提高的现象称为形变强化。它是材料阻止继续塑性变形的一种力学性能。（2.5分）

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。滞弹性应变量与材料成分、组织及实验条件有关。（2.5分）

2、应力腐蚀断裂与应力腐蚀门槛值

金属在拉应力和特定的化学介质共同作用下，经过一段时间后所产生的低应力脆断现象，称为应力腐蚀断裂。它是在应力和化学介质的联合作用下，按特有机理产生的断裂。（2.5分）

将试样在特定化学介质中不发生应力腐蚀断裂的最大应力场强度因子称为应力腐蚀门槛值，以KISCC表示。（2.5分）

3、变动载荷与过载损伤区

变动载荷是引起疲劳破坏的外力，它是指栽荷大小，甚至方向均随时间变化的载荷。（2.5分）

过载损伤界与疲劳曲线高应力区直线段之间的影线区，称为过载损伤区。（2.5分）

4、临界裂纹尺寸与裂纹尖端张开位移

裂纹失稳扩展的临界状态所对应的裂纹尺寸称为临界裂纹尺寸，记为。（2.5分）

裂纹体受载后，在裂纹尖端沿垂直裂纹方向所产生的位移，称为裂纹尖端张开位移，用δ表示。（2.5分）

五、简答题：（每题7.5分，共30分）

1、简述韧性断裂，画出中强度钢光滑圆柱拉伸试样室温的宏观韧性断口示意图，并标注各区名称。

答：韧性断裂是金属材料断裂前产生明显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。典型的韧性断裂宏观断口呈杯锥形，由纤维区、放射区和剪切唇三个区域组成。（2.5分）

（1、画图2分，标注3分）

（2、画图2.5分）

2、简述σ-1和ΔKth的异同点，并画出疲劳裂纹扩展速率曲线。

答：相同：表征材料无限寿命疲劳性能（2分）

不同：σ-1(疲劳强度)代表的是光滑试样的无限寿命疲劳强度，适用于传统的疲劳强度设计和校核（1.5分）；ΔKth

(疲劳裂纹扩展门槛值)代表的是裂纹试样的无限寿命疲劳性能，适于裂纹件的设计和疲劳强度校核。（1.5分）

（画图2.5分）

3、简述缺口的两个效应，并画出厚板缺口拉伸时弹性状态下的应力分布图。

答：缺口的第一个效应是引起应力集中，并改变了缺口前方的应力状态．使缺口试样或机件中所受的应力由原来的单向应力状态改变为两向或三向应力状态。（2.5分）缺口使塑性材料强度增高，塑性降低，这是缺口的第二个效应。（2.5分）

（画图2.5分）

本试卷答案共

2

页，此页为第

1

页

中

原

工

学

院

A卷

2009～2010学年

第

1

学期

材科专业

材料的力学性能

课程期末试卷

标准答案（即评分标准）

4、简述氢脆的类型及其特征。

答：(1)

氢蚀：氢与金属中的第二相作用生成高压气体，使基体金属晶界结合力减弱而导致金属脆化。宏观断口呈氧化色，颗粒状，微观断口上晶界加宽，呈沿晶断裂。（1.5分）

(2)

白点（发裂）：过量的氢聚集在某些缺陷处而形成H2分子，氢的体积发生急剧膨胀，内压力很大足以将金属局部撕裂，形成微裂纹。断面呈圆形或椭圆形，颜色为银白色。（2分）

(3)

氢化物致脆：对于IVB族或VB族金属，由于与H有较大的亲和力，容易生成脆性氢化物，使金属脆化。（2分）

(4)

氢致延滞断裂：固溶状态的氢，在三向拉应力区形成裂纹，裂纹逐步扩展，最后突然发生脆性断裂。宏观断口与一般脆性断口相似，微观断口为沿晶断裂，且晶界上常有许多撕裂棱。（2分）

六、综合计算题：（每题10分，共20分）

1、解：已知：

a=8mm=0.008m,σ=350

MPa,KⅠ=σ(πa)1/2

（1）σ/σs=350/1400小于0.6，

KⅠ=σ(πa)1/2=350×(3.14×0.008)1/2=55.5（MPa·m1/2）

（3分）

σ/σs=350/385大于0.6，所以必须进行塑性区修正，Y=

(π)1/2

（2分）

KⅠ=Y

σ(a)1/2/[1-0.056(Yσ/σs)2]1/2=σ(πa)1/2/[1-0.056π(σ/σs)2]1/2

=350×(3.14×0.008)1/2/[1-0.056π(350/385)2]1/2

=60（MPa·m1/2）

（2分）

（2）比较列表如下：

σ/MPa

350

σ0.2/MPa

1400

385

KⅠ/(

MPa·m1/2)

55.5

60

σ/σs=350/385大于0.6，裂纹尖端不但有弹性变形，而且会有塑性变形，不符合弹性力学理论，如不进行修正，计算所得数值会与实际不符。

（3分）

2、解：

(1)已知2＝0.8mm=0.0008m=8×10-4m

σc=

(

Eγs/)1/2=[2×105×106×2/(4×10-4)]1/2

=3.16×107Pa=

31.6

MPa

（3分）

(2)

σm=(

Eγs/)1/2

=[2×105×106×2/(2.5×10-10)]1/2

=

4×1010Pa=

4×104MPa

（3分）

理论断裂强度认为材料中没有任何缺陷，根据原子间的结合力计算断裂强度；而实际材料中已经存在裂纹，当平均应力还很低时，裂纹尖端的应力集中已达到很高值，从而使裂纹快速扩展并导致脆性断裂。

实际断裂强度远远小于理论断裂强度。（4分）

（以上为答案中的一种，只要合乎题意要求，其它答案可酌情给分）

本试卷答案共

2

页，此页为第

2

页

重修标识

中

原

工

学

院

B卷

2009～2010

学年

第

1

学期

材科

专业

材料的力学性能

课程期末试卷

题号

一

二

三

四

五

六

七

八

九

十

总分

一、填空（每空1分，共10分）

1、应力强度因子反映了裂纹尖端区域应力场的强度，它综合反映了__________和裂纹位置、__________对裂纹尖端应力场强度的影响。

2、对于材料的静拉伸实验，在整个拉伸过程中的变形分为弹性变形、塑性变形和__________三个阶段，塑性变形又可分为__________、均匀塑性变形和____________三个阶段。

3、材料塑性的评价，在工程上一般以光滑圆柱试样的拉伸伸长率和__________作为塑性性能指标。常用的伸长率指标有__________、最大应力下总伸长率和最常用的__________三种。

4、根据外加应力的类型及其与裂纹扩展面的取向关系，裂纹扩展的基本方式有______________、滑开型(Ⅱ型)裂纹扩展和______________三类。

二、判断题：（在正确的前面划“ú”，错误的前面划“×”；每题1分，共10分）

（

）1、磨损包括三个阶段，这三个阶段中均能观察到摩擦现象，最后发生疲劳韧脆性断裂。

（

）2、应力状态软性系数越大，最大切应力分量越大，表示应力状态越软，材料越易于产生塑性变形；反之，应力状态软性系数越小，表示应力状态越硬，则材料越容易产生脆性断裂。

（

）3、断裂δ判据是裂纹开始扩展的断裂判据，而不是裂纹失稳扩展的断裂判据，显然，按这种判据设计构件是偏于保守的。

（

）4、测量陶瓷、铸铁的冲击吸收功时，一般采用夏比U型缺口试样，很少采用X型及无缺口冲击试样。

（

）5、应力腐蚀断裂速度远大于没有应力时的腐蚀速度，又远小于单纯力学因素引起的断裂速度。

（

）6、工程设计和材料选用中一般以工程应力、工程应变为依据；但在材料科学研究中，真应力与真应变具有更重要的意义。

（

）7、同一材料用不同的硬度测定方法所测得的硬度值是不相同的，且完全不可以互相转换。

（

）8、缺口使塑性材料得到“强化”，因此，可以把“缺口强化”看作是强化材料的一种手段，提高材料的屈服强度。

（

）9、接触疲劳过程是在纯滚动的条件下产生的材料局部破坏，也经历了裂纹形成与扩展两个阶段。

（

）10、疲劳强度属于强度类力学性能指标，是属于高温拉伸的力学性能指标。

三、选择题：（每题1分，共10分）

1、形变强化是材料的一种特性，是下列（

）阶段产生的现象。

A、弹性变形；

B、冲击变形；

C、均匀塑性变形；

D、屈服变形。

2、缺口引起的应力集中程度通常用应力集中系数表示，应力集中系数定义为缺口净截面上的（

）与平均应力之比。

A、最大应力；

B、最小应力；

C、屈服强度；

D、抗拉强度。

3、因相对运动而产生的磨损分为三个阶段：（

）、稳定磨损阶段和剧烈磨损阶段。

A、磨合阶段；

B、疲劳磨损阶段；C、轻微磨损阶段；D、不稳定磨损阶段。

4、在拉伸过程中，在工程应用中非常重要的曲线是（

）。

A、力—伸长曲线；

B、工程应力—应变曲线；

C、真应力—真应变曲线。

5、韧度是衡量材料韧性大小的力学性能指标，是指材料断裂前吸收（

）的能力。

A、塑性变形功和断裂功；

B、弹性变形功和断裂功；

C、弹性变形功和塑性变形功；

D、塑性变形功。

6、蠕变是材料的高温力学性能，是缓慢产生（

）直至断裂的现象。

A、弹性变形；

B、塑性变形；

C、磨损；

D、疲劳。

班级

姓名

学号

………………………………………装……………………………订……………………………线………………………………………

本试卷共

3

页，此页为

B

卷第

1

页

（注：参加重修考试者请在重修标识框内打钩）

7、缺口试样中的缺口包括的范围非常广泛，下列（

）可以称为缺口。

A、材料均匀组织；B、光滑试样；C、内部裂纹；D、化学成分不均匀。

8、最容易产生脆性断裂的裂纹是（

）裂纹。

A、张开；

B、表面；

C、内部不均匀；

D、闭合。

9、空间飞行器用的材料，既要保证结构的刚度，又要求有较轻的质量，一般情况下使用（

）的概念来作为衡量材料弹性性能的指标。

A、杨氏模数；

B、切变模数；

C、弹性比功；

D、比弹性模数。

10、KⅠ的脚标表示I型裂纹，I型裂纹表示（

）裂纹。

A、张开型；

B、滑开型；

C、撕开型；

D、组合型。

四、名词解释：（每题5分，共20分）

1、规定非比例伸长应力与弹性极限

2、韧性断裂与裂纹尖端张开位移

3、变动载荷与疲劳强度

4、静力韧度与疲劳裂纹扩展速率

五、简答题：（每题7.5分，共30分）

1、简述韧性断裂和脆性断裂，并画出典型宏观韧性断口示意图，并标注各区名称。

2、描述典型疲劳断口的特征，画出典型疲劳断口示意图，并标注各区名称。

3、简述缺口的三个效应是什么。

4、应力腐蚀断裂的定义和腐蚀断裂形态是什么。

班级

姓名

学号

………………………………………装……………………………订……………………………线………………………………………

本试卷共

3

页，此页为

B

卷第

2

页

六、综合计算题：（每题10分，共20分）

{已知平面应变修正公式为：KⅠ=Y

σ(a)1/2/[1-0.056(Yσ/σs)2]1/2,R0=1/(2.828π)×(KⅠ/σs)2)

}

1、有一构件加工时，出现表面半椭圆裂纹[KⅠ=1.1

σ(πa)1/2/Φ]，若a=1mm,a/c=0.3（Φ2=1.19），在1000MPa的应力下工作．对下列材料应选哪一种?

σ0.2/MPa

1300

1400

1500

KⅠc/(

MPa·m1/2)

75

60

55

2、一块含有长为16mm中心穿透裂纹[KⅠ=

σ(πa)1/2]的钢板，受到350MPa垂直于裂纹平面的应力作用。

（1）如果材料的屈服强度是1400MPa，求塑性区尺寸和裂纹顶端应力场强度因子值；

（2）试与第1题相比较，对应力场强度因子进行塑性修正的意义。

班级

姓名

学号

………………………………………装……………………………订……………………………线………………………………………

本试卷共

3

页，此页为

B

卷第

3

页

班级

姓名

学号

………………………………………装……………………………订……………………………线………………………………………

中

原

工

学

院

B卷

2009～2010

学年

第

1

学期

材科

专业

材料的力学性能

课程期末试卷

标准答案（即评分标准）

一、填空（每空1分，共10分）

1、外加应力；长度。2、断裂、屈服、不均匀集中塑性变形。3、断面收缩率；最大应力下非比例伸长率；断后伸长率。4、张开型(Ⅰ型)裂纹扩展、撕开型(Ⅲ型)裂纹扩展。

二、判断题：（在正确的前面划“ú”，错误的前面划“×”；每题1分，共10分）

1、（×）；

2、（ú）；

3、（ú）；

4、（×）；

5、（ú）

6、（ú）；

7、（×）；

8、（×）；

9、（×）；

10、（×）

三、选择题：（每题1分，共10分）

1、C

；

2、A

；

3、A；

4、B

；

5、A

；

6、B

；

7、C

；

8、A；

9、C

；

10、A

。

四、名词解释：（每题5分，共20分）

1、规定非比例伸长应力与弹性极限

答：规定非比例伸长应力，即试验时非比例伸长达到原始标距长度规定的百分比时的应力，表示此应力的符号附以角注说明。

（2.5分）

弹性极限是材料由弹性变形过渡到弹—塑性变形时的应力，应力超过弹性极限以后材料便开始产生塑性变形。

（2.5分）

2、韧性断裂与裂纹尖端张开位移

韧性断裂是材料断裂前及断裂过程中产生明显宏观塑性变形的断裂过程。（2.5分）裂纹体受载后，在裂纹尖端沿垂直裂纹方向所产生的位移，称为裂纹尖端张开位移。（2.5分）

3、变动载荷与疲劳强度

变动载荷是指载荷大小，甚至方向随时间变化的裁荷。（2.5分）

疲劳强度为在指定疲劳寿命下，材料能承受的上限循环应力，疲劳强度是保证机件疲劳寿命的重要材料性能指标。（2.5分）

4、静力韧度与疲劳裂纹扩展速率

答：通常将静拉伸的σ-ε曲线下包围的面积减去试样断裂前吸收的弹性能定义为静力韧度，它是派生的力学性能指标。（2.5分）

疲劳裂纹扩展速率指的是疲劳裂纹亚稳扩展阶段的速率．该阶段是疲劳过程第Ⅱ阶段，是材料整个疲劳寿命的主要组成部分。（2.5分）

五、简答题：（每题7.5分，共30分）

1、简述韧性断裂和脆性断裂，并画出典型宏观韧性断口示意图，并标注各区名称。

答：韧性断裂：①明显宏观塑性变形；②裂纹扩展过程较慢；③断口常呈暗灰色、纤维状。④塑性较好的金属材料及高分子材料易发生韧断。

（2.5分）

脆性断裂：①无明显宏观塑性变形；②突然发生，快速断裂；③断口宏观上比较齐平光亮，常呈放射状或结晶状。④淬火钢、灰铸铁、玻璃等易发生脆断。（2.5分）（画图1分，标注1.5分）

2、描述典型疲劳断口的特征，画出典型疲劳断口示意图，并标注各区名称。

典型疲劳断口具有3个特征区：疲劳源、疲劳裂纹扩展区、瞬断区（3分）。。

疲劳裂纹扩展区

瞬断区

疲劳源

（画图1.5分，标注3分）

3、简述缺口的三个效应是什么。

答：(1)缺口造成应力应变集中，这是缺口的第一个效应(2.5分)。(2)缺口改变了缺口前方的应力状态，使平板中材料所受的应力由原来的单向拉伸改变为两向或三向拉伸，这是缺口的第二个效应(2.5分)。(3)缺口使塑性材料得到“强化”，这是缺口的第三个效应(2.5分)。

本试卷答案共

2

页，此页为第

1

页

中

原

工

学

院

B卷

2007～2008

学年

第

1

学期

材科

专业

材料性能学

课程期末试卷

标准答案（即评分标准）

4、应力腐蚀断裂的定义和腐蚀断裂形态是什么。

答：应力腐蚀断裂是指金属材料在拉应力和特定介质的共同作用下所引起的断裂。（2.5分）

金属发生应力腐蚀时，仅在局部区域出现从表及里的裂纹．裂纹的共同特点是在主干裂纹延伸的同时，还有若干分支同时发展．裂纹的走向宏观上与拉应力方向垂直．微观断裂机理一般为沿晶断裂，也可能为穿晶解理断裂或二者的混合．断裂表面可见到“泥状花样”的腐蚀产物及腐蚀坑．（5分）

六、综合计算题：（每题10分，共20分）

1、有一构件加工时，出现表面半椭圆裂纹[KⅠ=1.1

σ(πa)1/2/Φ]，若a

=1mm,a/c=0.3（Φ2=1.19），在1000MPa的应力下工作．对下列材料应选哪一种?

σ0.2/MPa

1300

1400

1500

KⅠc/(

MPa·m1/2)

75

60

55

解：σ/σs=1000/1300，1000/1400，1000/1500均大于0.6，所以必修进行塑性区修正。

由KⅠ=1.1

σ(πa)1/2/Φ

得

Y=1.1

(π)1/2/Φ

所以修正后的

KⅠ=1.1

σ(πa)1/2/[Φ2-0.212(σ/σs)2]1/2

（2分）

（1）KⅠ=1.1

σ(πa)1/2/[Φ2-0.212(σ/σs)2]1/2

=1.1×1000×(3.14×0.001)1/2/[1.19-0.212(1000/1300)2]1/2

=59.75

MPa·m1/2

（2分）

（2）KⅠ=1.1

σ(πa)1/2/[Φ2-0.212(σ/σs)2]1/2

=1.1×1000×(3.14×0.001)1/2/[1.19-0.212(1000/1400)2]1/2

=59.23

MPa·m1/2

（2分）

（3）KⅠ=1.1

σ(πa)1/2/[Φ2-0.212(σ/σs)2]1/2

=1.1×1000×(3.14×0.001)1/2/[1.19-0.212(1000/1500)2]1/2

=58.91

MPa·m1/2

（2分）

将三者列表比较：

σ/MPa

1000

σ0.2/MPa

1300

1400

1500

KⅠc/(

MPa·m1/2)

75

60

55

KⅠ/(

MPa·m1/2)

59.75

59.23

58.91

可见应选第一种材料。

（2分）

2、一块含有长为16mm中心穿透裂纹[KⅠ=

σ(πa)1/2]的钢板，受到350MPa垂直于裂纹平面的应力作用。（1）如果材料的屈服强度是1400MPa，求塑性区尺寸和裂纹顶端应力场强度因子值；（2）试与第1题相比较，对应力场强度因子进行塑性修正的意义。

解：已知：

a=8mm=0.008m,σ=350

MPa,KⅠ=σ(πa)1/2

（1）σ/σs=350/1400小于0.6，

KⅠ=σ(πa)1/2=350×(3.14×0.008)1/2=55.5（MPa·m1/2）

（3分）

R0=1/(2.828π)×(KⅠ/σs)2

=1/(2.828π)×(55.5/1400)2

=0.00017m=0.17mm

（3分）

（2）第1题中σ/σs大于0.6，裂纹尖端不但有弹性变形，而且会有塑性变形，不符合弹性力学理论，如不进行修正，计算所得数值会与实际不符。（4分）

（以上为答案中的一种，只要合乎题意要求，其它答案可酌情给分）

本试卷答案共

2

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