2010年
一、作图示结构的内力图，其中P=2qa,m=qa 2/2。(10分)
二、已知某构件的应力状态如图，材料的弹性模量E=200GPa,泊松比μ=0.25。试求主应力，最大剪应力，最大线应变，并
画出该点的应力圆草图。（10分）
三、重为G 的重物自高为h 处自由落下，冲击到AB 梁的中点C ，材料的弹性模量为E ，试求梁内最大动挠度。（8分）
四、钢制平面直角曲拐ABC ，受力如图。q=2.5πKN/m ，AB 段为圆截面，
[σ]=160MPa ，设L=10d ，P x =qL,试设计AB 段的直径d 。（15分）
五、图示钢架，EI 为常数，试求铰链C 左右两截面的相对转角（不计轴力及剪力对变形的影响）。（12分）
六、图示梁由三块等厚木板胶合而成，载荷P 可以在ABC 梁上移动。已知板的许用弯曲正应力为[σ]=10Mpa ，许用剪应力[τ]=1Mpa ，胶合面上的许用剪应力[τ]胶=0.34Mpa ，a=1m ，b=10cm ，h=5cm ，试求许可荷载[P]。（10分）
七、图示一转臂起重机架ABC ，其中AB 为空心圆截面杆D=76mm ，d=68mm ，BC 为实心圆截面杆D 1=20mm ，两杆材料相同，σp =200Mpa ，σs =235Mpa ，E=206Gpa 。取强度安全系数n=1.5，稳定安全系数n st =4。最大起重量G=20KN ，临界应力经验公式为σcr =304-1.12λ（Mpa ）。试校核此结构。（15分）
八、水平曲拐ABC 为圆截面杆，在C 段上方有一铅垂杆DK ，制造时DK 杆短了△。曲拐AB 和BC 段的抗扭刚度和抗弯刚度皆为GI P 和EI 。且GI P =4
5
EI 。杆DK 抗拉刚度为EA ，且EA=225EI a
。试求： （1）在AB 段杆的B 端加多大扭矩，才可使C 点刚好与D 点相接触？
（2）若C 、D 两点相接触后，用铰链将C 、D 两点连在一起，在逐渐撤除所加扭矩，求DK 杆内的轴力和固定端处A 截面上的内力。（15分）
九、火车车轴受力如图，已知a 、L 、d 、P 。求轴中段截面边缘上任意一点的
循环特征r ，平均应力σm 和应力幅σa 。（5分）
2009年 一、作梁的内力图。（10分）
二、直径d=100mm 的圆轴，受轴向拉力P 和力偶矩m 的作用，材料的弹性模量E=200Gpa ，泊松比μ=0.3，现测得圆轴表面轴向线应变ε0=500×10-6，45方向线应变ε45=400×10-6。试求P 和m 。（10分）
三、已知直径为d 的钢制圆轴受力如图。
（1）试确定可能危险点的位置，并用单元体表示其应力状态；
（2）若此圆轴单向拉伸时的许用应力为[σ]，试列出校核此轴强度的强度条件。（10分）
四、已知图示结构中各杆的直径均为d,以及E 、G 、m 、a
试求:（1）A 端在y-z 平面内的转角θA ；
（2）若在A 端沿z 方向再加上一集中力P ，问θA 的变化值是多少？（10分）
五、已知钢架受力如图，试求: A 处的约束反力。（12分）
六、结构如图所示，横梁AC 为T 型截面铸铁梁。
已知其许用拉应力[σt ]=40Mpa ，许用压应力[σc ]=160Mpa ，I Z =800cm 4，y 1=5cm ，y 2=9cm ，BD 杆用A 3钢制成，直径d=24cm ，E=200Gpa ，λp =100，λs =60，经验公式为σcr =（304-1.12λ）Mpa ，稳定安全系数n st =2.5。试校核该结构是否安全？（12分）
七、已知: a 、b 两种材料的σ-ε曲线，若取安全系数n=2，是分别求出其许用应力[σ]；并说明何谓冷作硬化现象？（6分）
八、已知如图，
（1）、试列出求解AB 梁弯曲变形所需的挠曲线近似微分方程。（不必积分）
（2）、列出确定积分常数所需的全部条件。（6分）
九、试指出下面各截面梁在P 的作用下，将产生什么变形？（6分）
十、求下列结构的弹性变形能。（E 、G 均为已知）（6分）
十一、已知某材料的σ-1=300Mpa ，σb =700Mpa ，σ0=450Mpa ，用此材
料制成的构件的有效应力集中系数K σ=2.0，尺寸系数εσ=0.8，表面质量系数β=0.9。试作出此构件的持久极限简化折线。（6分）
十二、已知如图，一重量为Q 的冲击物，以速度v 水平冲击杆AB ，试根据能量守恒定律，推导水平冲击时的动荷系数。（6分）
2008年
一、已知：q 、a ，试作梁的内力图。（10分）
二、图示矩形截面杆，上、下表面的轴向线应变分别为：
εa =1×10-3, εb =0.4×10-3,E=210Gpa
1）试求拉力P 和偏心距e ；
2）并画出横截面上的正应力分布图。（10分）
三、铸铁梁上作用有可移动的荷载P ，已知：y 1=52mm ，y 2=88mm ，
I z =763cm 4，铸铁拉伸时的σb =120Mpa ，压缩时的σb =640Mpa ，安全系数n=4。试确定铸铁梁的许可荷载P ；并求τmax （10分）
四、某低碳钢构件内危险点的应力状态如图，已知：σs =220Mpa ，σb =400Mpa ，安全系数n=2，E=200Gpa ，μ=0.3
1）试求该点的最大线应变；
2）画出该点的应力圆草图；
3）并对该点进行强度校核。（10分）
五、直径为d 的钢制圆轴受力如图。
已知：P 1=20KN ，P 2=10KN ，m=20KN ·m ，q=5KN/m ，[σ]=160Mpa ，试设计AB 轴的直径。（10分）
六、已知：q 、l 、EI
试求：等直梁间铰B 左右两侧截面的相对转角。（10分）
七、圆截面杆AB 、BC 的直径、材料均相同，已知：p 、a ，E=2.5G ，且CD
杆的EA=2EI/5a 2，试求：CD 杆的内力。（12分）
八、已知某合金钢材料的持久极限曲线。
试求：1）A 、B 、C 、D 各点的循环特征r ；
2）σ-1和σb ；
3）G 点的σmax 和σmin 。（8分）
九、图示等截面钢架，受到重量为G=300N 的物体冲击，已知：E=200Gpa ，试求：钢架内的最大应力。（10分）
十、图示正方形桁架，五根杆均为直径d=5cm 的圆截面杆，材料为A 3钢，
E=200Gpa ，σp =200Mpa ，σs =240Mpa ，a=304Mpa ，b=1.12Mpa ，若取强度安全系数n=2，稳定安全系数n st =3，试确定结构的许可荷载P 。（10分）
2007年
一、做图示结构中AD 段的内力图。（15分）
二、圆轴受弯扭组合变形，m 1=m 2=150N ·m ，d=50mm ，E=200Gpa ，μ=0.3；试画出危险点的应力状态，并求其主应力、最大剪应力、最大线应变值。
三、钢制实心圆截面轴AC ，[σ]=140Mpa ，L=100cm ，a=15cm ，皮带轮直径D=80cm ，重Q=2KN,皮带水平拉力F 1=8KN ，F 2=2KN ，试设计AC 轴的直径d 。（15分）
四、矩形截面组合梁，已知材料的弹性模量E 、a 、b 、h ，在突加重物Q 的作用下，测得中间铰B 左、右的相对转角
=2，求Q 值及梁内横截面上的最
大正应力。（15分）
五、圆截面平面曲拐OAB 与直杆CD 直径、材料均相同。已知P 、L ，且GI p =0.8EI ，EA=0.4EI/L 2，求O 端的约束反力。（20分）
六、矩形截面悬臂梁，已知材料的弹性模量E 、L 、b 、h ，在上顶面作用着均布切向荷载q ，求轴线上B 点的水平位移U B 、垂直位移V B 、杆件的弹性变形能U 。（20分）
七、AB 为T 形截面铸铁梁，已知I Z =4×107mm 4，y 1=140mm ，y 2=60mm ，许用拉应力[σt ]=35Mpa ，许用压应力[σc ]=140Mpa 。CD 为圆截面钢杆，直径d=32mm ，E=200Gpa ，σp =200Mpa ，σs =240Mpa ，[σ]=120Mpa ，n st =3，l=1m ，直线经验公式为：σc r =（304-1.12λ）Mpa 。当载荷在AB 范围内移动时，求此结构的许可荷载[p]。（20分）注：n st 为规定的稳定安全系数。
八、列出求解AB 梁弯曲变形所需的挠曲线近似微分方程（不必积分）；写出
确定积分常数所需的全部条件；画出挠曲线的大致形状。已知：q 、a 、弹簧刚度K ，EI 为常数。（10分）
九、分别画出低碳钢、铸铁试件在扭转实验中的受力图；将要破坏时横截面
上的应力分布图；破环件的断口形式，分析破坏原因。若测得低碳钢破坏时的扭矩为m 1，铸铁破坏时的扭矩为m 2，写出计算剪切强度极限的表达式（试件直径均为d ）。（10分）
十、圆轴AB 以等角速度ω回转，已知：P 、L 、d 、ω，求危险点的循环特征r ；平均应力σm ；应力幅σa ，画出该点的σ～t 曲线。（10分）
2006年
一、画图示梁的剪力图和弯矩图。（15分）
二、直径为d 的钢制圆轴受力如图所示，已知材料的许用应力为[σ]，m=qL 2，P=qL ，试用第三强度理论设计该圆周的直径d 。（15分）
三、已知平面曲拐ABC 和DF 梁的抗弯刚度为EI 、抗扭刚度为GI p 和CD 杆的抗拉刚度为EA ，设EI=4GI P =2EAL 2。试求CD 杆的内力。（20分）
四、结构受力如图所示，横梁AB 为T 字形截面铸铁梁，已知其许用拉应力为
[σt ]=40Mpa ，许用拉应力为[σc ]=160Mpa ，I z =800cm 4，y 1=50mm ，y 2=90mm ；CD 杆用A 3钢制成，截面为圆形，d=30mm ，E=200Gpa ，λp =100，λs =60，经验公式为：σcr =（304-1.12λ）Mpa ，稳定安全系数n st =3。试校核该结构是否安全。载荷P 可在AB 梁上移动。（20分）
五、结构受力如图所示，设弹簧刚度为K=5EI/L 3，试求C 截面的挠度f c 。（15分）
六、某一钢结构危险点处的应力状态如图所示，已知E=200GPa ，μ=0.3，σ
s =200MPa ，
σb =400MPa ，安全系数n=2。试求：（1）图示单元体的主应力；（2）最大剪应力；（3）最大线应变；（4）画出相应的三向应力圆草图；（5）对该点进行强度校核。（15分）
七、已知某材料的持久极限曲线如图所示，试求（1）A 、B 、C 、D 各点的循环特性r ；（2）σ-1和σb ；（3）G 点的σmaz 和σmin ；（4）画出相应的持久极限曲线的简化折线。（7分）
八、结构如图所示，试求结构在静荷载q 和动荷载G=qL 冲击下D 点的挠度f D ，设qL 4=4hEI ，EI 为梁的抗弯刚度。（15分）
九、圆轴受力如图所示，已知：E=200GPa ，μ=0.3，d=100mm ，现测得圆轴表面A 点沿轴线方向的线应变为ε0°=5×10-4，沿45°方向的线应变为ε45°=4×10-4，试求外荷载P 和M 。（15分）
十、结构受力如图所示，其中U 为结构的弹性变形能，试问
的力学意义是什么？
十一、一弹性体在广义力P 1和P 2共同作用下，1、2两点产生的广义位移分
别为Δ1和Δ2；设P1单独作用1点时，在1、2两点产生的位移分别为Δ11和Δ
21；
设P 2单独作用2点时，在1、2两点产生的位移分别为Δ12和Δ22。试证明：P 1×Δ12= P 2×Δ21。（8分）
2004年
一、画出图示梁的剪力图和弯矩图。（15分）
二、结构受力如图所示，已知平面钢架ABCD 的抗弯刚度为EI ，EF 杆的抗拉刚度为EA ，设3EI=EAL 2。试求E 、F 两点的相对位移。（20分）
三、直径为D 的钢制圆轴受力如图所示，材料的许用应力为[Σ],已知
L 、P 、M =4PL ，试用第三强度理论设计该轴的直径D 。（15分）
四、已知某钢结构危险点处的应力状态如图所示，E=200GP A ，Μ=0.25。试求：（1）图示单元体的主应力；（2）最大剪应力；（3）最大线应变；（4）画出相应的三向应力圆草图。（15分）
五、结构受力如图所示，横梁AB 为T 字形截面铸铁梁，已知其许用拉应力为
[ΣT ]=40MP A ，许用压应力为[ΣC ]=90MP A ，I Z =800CM 4,Y 1=40MM ,Y 2=80MM ;CD 杆用A 3钢制成，截面为圆形，D =20MM ，L=1M ，E=200GP A ，ΣP =200MP A ，ΣS =240MP A ，稳定安全系数N ST =3，经验公式为：ΣCR =（304-1.12Λ）MP A 。试求该结构的许用荷载。（20分）
六、结构受力如图所示，已知：E=200GP A ，Μ=0.3，D =80MM ，L=1M ，现测得圆周上表面A 点与水平线成45°方向的线应变为 Ε-45°=4×10-4，试求外荷载P 。（15分）
七、试求图示结构A 截面的挠度F A ，设ABCD 梁的抗弯刚度为EI 。（15分）
八、图示为平面直角钢架ABC ，受一重物G 自高度为H 处自由降落在A 点处，设EI 为钢架的抗弯刚度，试求直角钢架ABC 内最大动弯矩M MAX ，D 。（15分）
九、已知结构某点的交变应力随时间的变化曲线如图所示，试求：（1）循环
特性R ；（2）平均应力ΣM ；（3）应力幅度ΣA ；（4）在ΣM —ΣA 坐标系中，标出该
应力循环对应点，并求出自原点出发且通过该点的射线与水平轴ΣM 的夹角Α。（10分）
十、一等直杆受轴向拉伸，当应力达到Σ=250MP A 时，其应变Ε=2×10-3，已知E=200GP A ，L=300MM ，试求此杆的塑性应变。（7分）
十一、图示为一等直杆受偏心拉伸，试确定其任意X 截面上的中性轴方程。若设Y P =H /6，Z P =B /6，求其中性轴在Y 轴和Z 轴上的截距（A Y =？、A Z =？）各
为多少？（8分）
2003年
一、画图示梁的剪力图和弯矩图。（15分）
二、1、什么是材料的力学性质？
2、为什么要研究材料的力学性质？
3、今有一新研制的金属（塑性）材料，请写出应测定该材料的力学性质的名称和符号（10个或10个以上）。（15分）
三、有一长L=10M ，直径D =40CM 的原木，[Σ]=6MP A ,欲加工成矩形截面梁，且梁上作用有可移动荷载F ，试问：1、当H 、B 和X 为何值时，梁的承载能力最大？2、求相应的许用荷载[F]。（15分）
四、钢制圆轴受力如图所示，已知E=200GP A ，Μ=0.25，F 1=ΠKN ，F 2=60
ΠKN ，M E =4ΠKN ·M ，L=0.5M ，D =10CM ，ΣS =360MP A ，ΣB =600MP A ，安全系数N =3。（1）试用单元体表示出危险点的应力状态；（2）试求危险点的主应力和最大线应变；（3）对该轴进行强度校核。（15分）
五、钢制圆轴受力如图所示，已知材料的许用应力为[Σ]=100MP A ，直径
D =5CM ，E=200GP A ，Μ=0.25，今测得圆轴上表面A 点处的周向线应变Ε
0=240×10-6，
-45°方向线应变Ε-45°=-160×10-6。试求M 1和M 2，并对该轴进行强度校核。（15分）
六、直径为D 的钢制平面曲拐圆轴受力如图所示，已知材料的许用应力为
[Σ]=160MP A ，Q =20KN/M ，F 1=10KN ，F 2=20KN ，L=1M ，试设计AB 轴的直径D 。
七、结构受力如图所示，已知M E 、A ，钢架各杆
EI 为常数，试求B 截面的转
角（不计剪力和轴力的影响），并画出挠曲线的大致形状。（10分）
八、已知平面钢架EI 为常数，试问：若在C 处下端增加一刚度为K=3EI/A 3
（单位：N/M ）的弹性支座后，该钢架的承载能力（强度）将提高多少倍？（20分）
九、已知矩形截面铝合金杆A 点处的纵向线应变ΕX =5×10-4
，E=70GP A ，
H =18CM ，B =12CM ，试求荷载F 。（10分）
十、已知槽形截面铸铁梁AB ，其许用拉应力为[ΣT ]=30MP A ,许用压应力为[Σ
C
]=120MP A ,I Z =18800CM 4，Y 1=96MM ，Y 2=164MM ，CD 杆材料为Q235，直径D =50MM ，L=1M ，E=200GP A ，ΣP =200MP A ，ΣS =240MP A ，稳定安全系数N ST =3，经验公式为：ΣCR =（304-1.12Λ）MP A 。今有一重为G=200N 从高度为H =10CM 自由落到AB 梁B 点，试校核AB 梁的强度和CD 杆的稳定性。（20分）
2002年
一、画图示梁的内力图。（15分）
二、某构件危险点的因力状态如图，材料的E=200GPa ，u=0.3，
s δ=240MPa, b δ =400 MPa 。试求：
1. 主因力；
2. 最大切因力；
3. 最大线因变；
4. 画出因力图草图；
5. 设n=1.6，校核其强度。（15分）
三、钢制平面直角曲拐OBC ，受力如图，3/q kN m π=，
OB 段为圆截面，L=10D ，[]160MPa σ=。
1. 用单元体表示出危险点的因力状态；
2. 设计OB 段的直径D 。（15分）
四、已知具有中间铰的组合梁EI 为常数。重量为G 的物体从H 高处自由下落，冲击到B 截面。
1. 求A 的截面转角；
2. 画出挠曲线的大致形状。（15分）
五、已知梁EI 为常数。今欲使梁的挠曲线在/3x L =处出现一拐点，求12/e e M M 的比值，并求此时该点的挠度。（15分）
六、分别画出铸铁试件在拉伸、压缩、扭转实验中试件的受力简图；破坏件的
草图；危险点的因力状态；在单元体上标出破坏件的草图；危险点的因力状态；在单元体上标出破坏面的方位；在因力图上标出对应的破坏点；分析引起破坏的原因；根据破坏的现象对铸铁抗压、抗拉、抗扭的能力给出结论。（15分）
七、求BC 杆的内力，设2/EA EI a =。（20分）
八、 1.何谓材料的持久极限？影响构件的持久极限的主要因素又那些？写出脉动循环下，构件持久极限与材料持久极限的关系式。
2.图示EBD 为构件的持久极限简化折线。P 为次构件的工作因力点。
试求：P 点的,m p σ；该构件的安全系数；循环特征。（10分）
九BH 梁和CK 杆横截面均为矩形截面（H=60MM ，B=40MM ），L=2.4M ，
材料均为Q235，[]200,200,240,120,3p s st E GPa GPa GPa GPa n σσσ=====，经验公式(304 1.12)cr MPa σλ=-。
1. 当载荷在BH 梁上无冲击地移动时，求许可载荷[]F ；
2. 为提高结构的承载能力，可采取哪些改进措施。（定性讨论，可图示）（20
分）
十、根据强度理论，建立纯剪切因力状态的强度条件。对朔性材料，证明：材
学院 《材料力学》期末考试卷1答案 （考试时间：120分钟） 使用班级： 学生数： 任课教师： 考试类型 闭卷 一．填空题（22分） 1. 为保证工程结构或机械的正常工作，构件应满足三个要求，即 强度要求、 刚度要求 及 稳定性要求 。（每空1分，共3分） 2．材料力学中求内力的基本方法是 截面法 。（1分） 3．进行应力分析时，单元体上剪切应力等于零的面称为 主平面 ，其上正应力称为 主应力 。（每空1分，共2分） 4.第一到第四强度理论用文字叙述依次是最大拉应力理论、最大拉应变理论、最大剪应力理论和形状改变能理论。（每空1分，共4分） 5. 图示正方形边长为a ，圆孔直径为D ，若在该正方形中间位置挖去此圆孔，则剩下部分图形 的惯性矩y z I I =（2分） 6. 某材料的σε-曲线如图，则材料的 （1）屈服极限s σ=240MPa （2）强度极限b σ=400MPa （3）弹性模量E =20.4GPa （4）强度计算时，若取安全系数为2，那么塑性材料的许 用 应力 []σ=120MPa ，脆性材料的许用应力 []σ=200MPa 。 （每空2分，共10分） 二、选择题（每小题2分，共30分） （ C ）1. 对于静不定问题，下列陈述中正确的是 。 A 未知力个数小于独立方程数； B 未知力个数等于独立方程数 ； C 未知力个数大于独立方程数。 （ B ）2．求解温度应力和装配应力属于 。 A 静定问题； B 静不定问题； C 两者均不是。 （ B ）3．圆轴受扭转变形时，最大剪应力发生在 。 A 圆轴心部； B 圆轴表面； C 心部和表面之间。 （ C ）4． 在压杆稳定中，对于大柔度杆，为提高稳定性，下列办法中不能采用的是 。 A 选择合理的截面形状； B 改变压杆的约束条件； C 采用优质钢材。 （ C ）5．弯曲内力中，剪力的一阶导数等于 。 A 弯矩； B 弯矩的平方； C 载荷集度 （ C ）6．对构件既有强度要求，又有刚度要求时，设计构件尺寸需要 。 A 只需满足强度条件； B 只需满足刚度条件； C 需同时满足强度、刚度条件。 （ A ）7．()21G E μ=+????适用于 A ．各向同性材料 B. 各向异性材料 C. 各向同性材料和各向异性材料 D. 正交各向异性。 （ B ）8．在连接件上，剪切面和挤压面分别 于外力方向 A.垂直、平行 B.平行、垂直 C.均平行 D.均垂直 （ C ）9．下面两图中单元体的剪切应变分别等于 。虚线表示受力后的形状 A. 2γ，γ B. 2γ，0 C. 0，γ D. 0，2γ
二、计算题： 1.梁结构尺寸、受力如图所示，不计梁重，已知q=10kN/m，M=10kN·m，求A、B、C处的约束力。 2.铸铁T梁的载荷及横截面尺寸如图所示，C为截面形心。已知I z=60125000mm4，y C=157.5mm，材料许用压应力[σc]=160MPa，许用拉应力[σt]=40MPa。试求：①画梁的剪力图、弯矩图。②按正应力强度条件校核梁的强度。 3.传动轴如图所示。已知F r=2KN，F t=5KN，M=1KN·m，l=600mm，齿轮直径D=400mm，轴的[σ]=100MPa。试求：①力偶M的大小；②作AB轴各基本变形的力图。③用第三强度理论设计轴AB 的直径d。 4.图示外伸梁由铸铁制成，截面形状如图示。已知I z=4500cm4，y1=7.14cm，y2=12.86cm，材料许用压应力[σc]=120MPa，许用拉应力[σt]=35MPa，a=1m。试求：①画梁的剪力图、弯矩图。②按正应力强度条件确定梁截荷P。 5.如图6所示，钢制直角拐轴，已知铅垂力F1，水平力F2，实心轴AB的直径d，长度l，拐臂的长度a。试求：①作AB轴各基本变形的力图。②计算AB轴危险点的第三强度理论相当应力。
6.图所示结构，载荷P=50KkN，AB杆的直径d=40mm，长度l=1000mm，两端铰支。已知材料E=200GPa，σp=200MPa，σs=235MPa，a=304MPa，b=1.12MPa，稳定安全系数n st=2.0，[σ]=140MPa。试校核AB杆是否安全。 7.铸铁梁如图5，单位为mm，已知I z=10180cm4，材料许用压应力[σc]=160MPa，许用拉应力[σt]=40MPa，试求：①画梁的剪力图、弯矩图。②按正应力强度条件确定梁截荷P。 8.图所示直径d=100mm的圆轴受轴向力F=700kN与力偶M=6kN·m的作用。已知M=200GPa，μ=0.3，[σ]=140MPa。试求：①作图示圆轴表面点的应力状态图。②求圆轴表面点图示方向的正应变。③按第四强度理论校核圆轴强度。 9.图所示结构中，q=20kN/m，柱的截面为圆形d=80mm，材料为Q235钢。已知材料E=200GPa，σp=200MPa，σs=235MPa，a=304MPa，b=1.12MPa，稳定安全系数n st=3.0，[σ]=140MPa。试校核柱BC是否安全。
西北工业大学 2012年硕士研究生入学考试试题答案 试题名称：材料科学基础试题编号：832说明：所有答题一律写在答题纸上第页共页 一、简答题（每题10分，共50分） 1.请简述滑移和孪生变形的特点？ 答： 滑移变形特点： 1）平移滑动：相对滑动的两部分位向关系不变 2）滑移线与应力轴呈一定角度 3）滑移不均匀性：滑移集中在某些晶面上 4）滑移线先于滑移带出现：由滑移线构成滑移带 5）特定晶面，特定晶向 孪生变形特点： 1) 部分晶体发生均匀切变 2) 变形与未变形部分呈镜面对称关系，晶体位向发生变化 3) 临界切分应力大 4) 孪生对塑变贡献小于滑移 5) 产生表面浮凸 2.什么是上坡扩散？哪些情况下会发生上坡扩散？ 答：由低浓度处向高浓度处扩散的现象称为上坡扩散。应力场作用、电场磁场作用、晶界内吸附作用和调幅分解反应等情况下可能发生上坡扩散。扩散驱动力来自自由能下降，即化学位降低。 3.在室温下，一般情况金属材料的塑性比陶瓷材料好很多，为什么？纯 铜与纯铁这两种金属材料哪个塑性好？说明原因。 答：金属材料的塑性比陶瓷材料好很多的原因：从键合角度考虑，金属材料主要是金属键合，无方向性，塑性好；陶瓷材料主要是离子键、共价键，共价键有方向性，塑性差。离子键产生的静电作用力，限制了滑移进行，不利于变形。 铜为面心立方结构，铁为体心立方结构，两者滑移系均为12个，但面心立方的滑移系分布取向较体心立方匀衡，容易满足临界分切应力。且面心立方滑移面的原子堆积密度比较大，因此滑移阻力较小。因而铜的塑性好于铁。 4.请总结并简要回答二元合金平衡结晶过程中，单相区、双相区和三相 区中，相成分的变化规律。
材料力学期末复习题 判断题 1、强度是构件抵抗破坏的能力。（√ ） 2、刚度是构件抵抗变形的能力。（√ ） 3、均匀性假设认为，材料内部各点的应变相同。（×） 4、稳定性是构件抵抗变形的能力。（×） 5、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。（×） 6、工程上将延伸率δ≥10％的材料称为塑性材料。（×） 7、任何温度改变都会在结构中引起应变与应力。（×） 8、理论应力集中因数只与构件外形有关。（√ ） 9、任何情况下材料的弹性模量E都等于应力和应变的比值。（×） 10、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。（√ ） 11、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。（√ ） 12、矩形截面杆扭转变形时横截面上凸角处切应力为零。（√ ） 13、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。（×） 14、矩形截面梁横截面上最大切应力maxτ出现在中性轴各点。（√ ） 15、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。（√ ） 16、材料、长度、截面形状和尺寸完全相同的两根梁，当载荷相同，其变形和位移也相同。（×） 17、主应力是过一点处不同方向截面上正应力的极值。（√ ） 18、第四强度理论用于塑性材料的强度计算。（×） 19、第一强度理论只用于脆性材料的强度计算。（×） 20、有效应力集中因数只与构件外形有关。（×） 绪论 1.各向同性假设认为，材料内部各点的（）是相同的。 （A）力学性质；（B）外力；（C）变形；（D）位移。 2.根据小变形条件，可以认为( )。 （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。 3.在一截面的任意点处，正应力σ与切应力τ的夹角( )。 (A)α＝900；（B）α＝450；（C）α＝00；（D）α为任意角。 4.根据材料的主要性能作如下三个基本假设___________、___________、___________。 5.材料在使用过程中提出三个方面的性能要求，即___________、___________、___________。 6.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关 （C）与二者都有关；（D）与二者都无关。 7.用截面法求一水平杆某截面的内力时，是对( )建立平衡方程求解的。 (A) 该截面左段; (B) 该截面右段; (C) 该截面左段或右段; (D) 整个杆。 8.如图所示，设虚线表示单元体变形后的形状，则该单元体
2002西北工大材料力学试题 一、 (15分)图示两端固定的压杆,E =210GPa , s σ=235MPa , p σ=200 MPa , a =304 MPa , b =1.12 MPa ；截面有矩形、圆形及空心圆形三种,但其横截面积均为50002 mm ,试求上述 三种情况下压杆 的临界压力 cr F 。 题一图 二、(20分)外径D =80mm,内径d =0.5D 的圆筒在e M =15KN ·m 的力偶矩作用下产生扭转。已知材料的弹性模量E =200GPa , 泊松比μ=0.3。(1).求圆筒表面一点A 沿X 和Y 方向的线应变x ε和y ε；(2).求受扭后圆筒的壁厚。 题二图 三、(20分)图试圆截面折杆,横截面直径均为d , A 端固定,在折杆平面的竖直上方自高度为a 处有一重量为Q 的重物自由下落到C 点。材料的弹性模量为E ,切变模量G =0.4E 。(1).求出动荷系数d K 的表达式。(2).用第三强度理论写出折杆的强度条件表达式。已知折杆的许用应力为[]σ。
题三图 四、(15分)图示结构由直杆AB 和四分之一圆环BC 组成(两杆位于同一平面内),两杆均为圆截面刚杆,AB 的横截面直径1d =20mm,BC 的横截面直径2d =50mm,材料的许用应力[]σ=160MPa 。若外力F =5KN,a =0.6m 试校核结构的强度。(轴力、剪力对曲杆强度的影响忽略不计) 题四图 五、(15分)图示T 字型截面梁,设截面上的内力仅有正弯矩M ,试求T 字型截面的竖直部分(100×20)和水平部分(100×20)各承担弯矩的百分之几。 题五图
材料性能学 第一章材料单向静拉伸的力学性能 一、名词解释。 1.工程应力:载荷除以试件的原始截面积即得工程应力σ，σ=F／A0。 2.工程应变：伸长量除以原始标距长度即得工程应变ε，ε=Δl／l0。 3.弹性模数：产生100％弹性变形所需的应力。 4.比弹性模数（比模数、比刚度）：指材料的弹性模数与其单位体积质量的比值。（一般适用于航空业） 5.比例极限σp：保证材料的弹性变形按正比关系变化的最大应力，即在拉伸应力—应变曲线上开始偏离直线时的应力值。 6.弹性极限σe：弹性变形过渡到弹-塑性变形（屈服变形）时的应力。 7.规定非比例伸长应力σp：即试验时非比例伸长达到原始标距长度(L0)规定的百分比时的应力。 8.弹性比功(弹性比能或应变比能) a e: 弹性变形过程中吸收变形功的能力，一般用材料弹性变形达到弹性极限时单位体积吸收的弹性变形功来表示。 9.滞弹性：是指材料在快速加载或卸载后，随时间的延长而产生的附加弹性应变的性能。 10.粘弹性：是指材料在外力作用下，弹性和粘性两种变形机理同时存在的力学行为。 11.伪弹性：是指在一定的温度条件下，当应力达到一定水平后，金属或合金将产生应力诱发马氏体相变，伴随应力诱发相变产生大幅的弹性变形的现象。 12.包申格效应：金属材料经预先加载产生少量塑性变形（1-4%），然后再同向加载，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。 13.内耗：弹性滞后使加载时材料吸收的弹性变形能大于卸载时所释放的弹性变形能，即部分能量被材料吸收。（弹性滞后环的面积） 14.滑移：金属材料在切应力作用下,正应力在某面上的切应力达到临界切应力产生的塑变,即沿一定的晶面和晶向进行的切变。 15.孪生：晶体受切应力作用后,沿一定的晶面(孪生面)和晶向(孪生方向)在一个区域内连续性的顺序切变,使晶体仿佛产生扭折现象。 16.塑性：是指材料断裂前产生塑性变形的能力。 17.超塑性：在一定条件下，呈现非常大的伸长率(约1000％)，而不发生缩颈和断裂的现象。 18.韧性断裂：材料断裂前及断裂过程中产生明显的塑性变形的断裂过程。 19.脆性断裂：材料断裂前基本上不产生明显的宏观塑性变形，没有明显预兆，往往表现为突然发生的快速断裂过程。 20.剪切断裂：材料在切应力的作用下沿滑移面滑移分离而造成的断裂。 21.解理断裂：在正应力的作用下，由于原子间结合键的破坏引起的沿特定晶面发生的脆性穿晶断裂。 22.韧性：是材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力。 23.银纹：聚合物材料在张应力作用下表面或内部出现的垂直于应力方向的裂隙。当光线照射到裂隙面的入射角超过临界角时，裂隙因全反射而呈银色。 24.河流花样：在电子显微镜中解理台阶呈现出形似地球上的河流状形貌，故名河流状花样。 25.解理台阶：解理断裂断口形貌中不同高度的解理面之间存在台阶称为解理台阶。 26.韧窝：微孔聚集形断裂后的微观断口。 27.理论断裂强度：在外加正应力作用下，将晶体中的两个原子面沿着垂直于外力方向拉断所需的应力称为理论断裂强度。 28.真实断裂强度：用单向静拉伸时的实际断裂拉伸力Fk除以试样最终断裂截面积Ak所得应力值。 29.静力韧度：通常将静拉伸的σ——ε曲线下所包围的面积减去试样断裂前吸收的弹性能。 二、填空题。 1. 整个拉伸过程的变形可分为弹性变形，屈服变形，均匀塑性变形，不均匀集中塑性变形四个阶段。 2. 材料产生弹性变形的本质是由于构成材料原子（离子）或分子自平衡位置产生可逆位移的反应。 3. 在工程中弹性模数是表征材料对弹性变形的抗力，即材料的刚度，其值越大，则在相同应力下产生的弹性变形就越小。
材料力学期末考试复习题及答案 配高等教育出版社第五版 一、填空题： 1.受力后几何形状和尺寸均保持不变的物体称为刚体。 2.构件抵抗破坏的能力称为强度。 3.圆轴扭转时，横截面上各点的切应力与其到圆心的距离成正比。 4.梁上作用着均布载荷，该段梁上的弯矩图为二次抛物线。 5.偏心压缩为轴向压缩与弯曲的组合变形。 6.柔索的约束反力沿柔索轴线离开物体。 7.构件保持原有平衡状态的能力称为稳定性。 8.力对轴之矩在力与轴相交或平行情况下为零。 9.梁的中性层与横截面的交线称为中性轴。 10.图所示点的应力状态，其最大切应力是 100Mpa 。 11.物体在外力作用下产生两种效应分别是变形效应运动效应。 12.外力解除后可消失的变形，称为弹性变形。 13.力偶对任意点之矩都相等。 14.阶梯杆受力如图所示，设AB和BC段的横截面面积分别为2A和A，弹性模量为E，则杆中最大正应力 为 5F/2A 。 15.梁上作用集中力处，其剪力图在该位置有突变。 16.光滑接触面约束的约束力沿接触面的公法线指向物体。 17.外力解除后不能消失的变形，称为塑性变形。 18.平面任意力系平衡方程的三矩式，只有满足三个矩心不共线的条件时，才能成为力系 平衡的充要条件。 19.图所示，梁最大拉应力的位置在 C 点处。
20.图所示点的应力状态，已知材料的许用正应力[σ]，其第三强度理论的强度条件是 2τ《=【σ】 。 21.物体相对于地球处于静止或匀速直线运动状态，称为平衡。 22.在截面突变的位置存在应力集中现象。 23.梁上作用集中力偶位置处，其弯矩图在该位置有突变。 24.图所示点的应力状态，已知材料的许用正应力[σ]，其第三强度理论的强度条件是。 25.临界应力的欧拉公式只适用于细长杆。 26.只受两个力作用而处于平衡状态的构件，称为而力构件。 27.作用力与反作用力的关系是。 28.平面任意力系向一点简化的结果的三种情形是力，力偶，平衡。 29.阶梯杆受力如图所示，设AB和BC段的横截面面积分别为2A和A，弹性模量为E，则截面C的位移为 7Fa/2EA 。 30.若一段梁上作用着均布载荷，则这段梁上的剪力图为斜直线。 二、计算题： 1.梁结构尺寸、受力如图所示，不计梁重，已知q=10kN/m，M=10kN·m，求A、B、C处的约束力。 2.铸铁T梁的载荷及横截面尺寸如图所示，C为截面形心。已知I z=60125000mm4，y C=157.5mm，材料许用压应力[σc]=160MPa，许用拉应力[σt]=40MPa。试求：①画梁的剪力图、弯矩图。②按正应力强度条件校核梁的强度。
奥鹏17春西工大16秋《材料力学》在线作业 一、判断题（共40 道试题，共100 分。） 1. 圆轴扭转时，其轴线的长度保持为平面，横截面保持不变。 A. 错误 B. 正确 正确答案： 2. 以扭转变形为主的杆件常称为轴。 A. 错误 B. 正确 正确答案： 3. 在荷载作用下梁要变弯，其轴线由原来的直线变成了曲线，构件的这种变形称为弯曲变形。 A. 错误 B. 正确 正确答案： 4. 根据平截面假设，梁弯曲变形时，横截面绕着中性轴转动一个角度。中性轴通过横截面的形心。 A. 错误 B. 正确 正确答案： 5. 平面弯曲：梁的横截面有一对称轴，外载荷作用在纵向对称面内，杆发生弯曲变形后，轴线仍然在纵向对称面内，是一条平面曲线。 A. 错误 B. 正确 正确答案： 6. 当外力作用点位于截面形心附近的一个区域内时，就可以保证中性轴不穿过横截面，横截面上无压应力（或拉应力），此区域称为截面核心。 A. 错误 B. 正确 正确答案： 7. 与刚体平衡类似，弹性体平衡也存在稳定与不稳定问题。 A. 错误 B. 正确 正确答案： 8. 圆轴扭转的平面假设：圆轴扭转变形前原为平面的横截面，变形后仍保持为平面，形状和大小不变，半径仍保持为直线；且相邻两截面间的距离不变。 A. 错误
正确答案： 9. 对于细长压杆，由于屈曲过程中出现平衡路径的分叉，所以又称为分叉点。 A. 错误 B. 正确 正确答案： 10. 圆轴扭转时，横截面上只存在切应力,而无正应力。 A. 错误 B. 正确 正确答案： 11. 材料力学是研究材料在各种外力作用下产生的应变、应力、强度、刚度、稳定和导致各种材料破坏的极限。 A. 错误 B. 正确 正确答案： 12. 通常情况下，梁的内力包括剪力和弯矩，平面刚架的内力包括剪力弯矩和轴力。 A. 错误 B. 正确 正确答案： 13. 单剪具有一个剪切面的剪切现象。 A. 错误 B. 正确 正确答案： 14. 形后梁横截面的形心沿垂直梁轴线方向的位移称为挠度。 A. 错误 B. 正确 正确答案： 15. 减小压杆的长度会提高压杆的稳定性。 A. 错误 B. 正确 正确答案： 16. 右手螺旋法则：右手四指内屈，与扭矩转向相同，则拇指的指向表示扭矩矢的方向，若扭矩矢方向与截面外法线相同，规定扭矩为正，反之为负。 A. 错误 B. 正确 正确答案： 17. 当作用于轴上的外力偶多于两个时，为了表示各横截面上扭矩沿轴线变化的情况，在图中以横轴表示横截面的位置，纵轴表示相应截面上的扭矩，这种图线称为扭矩图。 A. 错误 B. 正确 正确答案： 18. 面的形心就是截面图形的几何中心，质心是针对实物体而言的，而形心是针对抽象几何体而言的，对于密度均匀的实物体，质心和形心重合。 A. 错误
材料力学期末考试试试题卷库 绪论 1.各向同性假设认为，材料内部各点的（）是相同的. （A）力学性质；（B）外力；（C）变形；（D）位移. 2.根据小变形条件，可以认为 ( ). （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. 3.在一截面的任意点处，正应力σ与切应力τ的夹角( ). (A)α＝900；（B）α＝450；（C）α＝00；（D）α为任意角. 4.根据材料的主要性能作如下三个基本假设___________、___________、___________. 5.材料在使用过程中提出三个方面的性能要求，即___________、___________、___________. 6.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关 （C）与二者都有关；（D）与二者都无关. 7.用截面法求一水平杆某截面的内力时，是对( )建立平衡方程求解的. (A) 该截面左段; (B) 该截面右段; (C) 该截面左段或右段; (D) 整个杆. 8.如图所示，设虚线表示单元体变形后的形状，则该单元体 的剪应变为( ). (A)α; (B) π/2-α; (C) 2α; (D) π/2-2α. 答案 1（A）2（D）3（A）4 均匀性假设，连续性假设及各向同性假设.5 强度、刚度和稳定性.6（A）7（C）8（C） 拉压 1. 轴向拉伸杆，正应力最大的截面和切应力最大的截面（）. (A）分别是横截面、45°斜截面；（B）都是横截面， （C）分别是45°斜截面、横截面；（D）都是45°斜截面. 2. 轴向拉压杆，在与其轴线平行的纵向截面上（）. （A）正应力为零，切应力不为零； （B）正应力不为零，切应力为零； （C）正应力和切应力均不为零； （D）正应力和切应力均为零. 3. 应力－应变曲线的纵、横坐标分别为σ＝F N /A，ε＝△L / L，其中（）. （A）A和L均为初始值；（B）A和L均为瞬时值； （C）A为初始值，L为瞬时值；（D）A为瞬时值，L均为初始值. 4. 进入屈服阶段以后，材料发生（）变形. （A）弹性；（B）线弹性；（C）塑性；（D）弹塑性. 5. 钢材经过冷作硬化处理后，其（）基本不变. (A) 弹性模量；（B）比例极限；（C）延伸率；（D）截面收缩率. 6. 设一阶梯形杆的轴力沿杆轴是变化的，则发生破坏的截面上（）. （A）外力一定最大，且面积一定最小； （B）轴力一定最大，且面积一定最小； （C）轴力不一定最大，但面积一定最小； （D）轴力与面积之比一定最大. 7. 一个结构中有三根拉压杆，设由这三根杆的强度条件确定的结构许用载荷分别为F1、F2、F3，且F1 >
材料力学复习题(答案在最后面） 绪论 1.各向同性假设认为，材料内部各点的（）是相同的。 （A）力学性质；（B）外力；（C）变形；（D）位移。 2.根据小变形条件，可以认为()。 （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。 3.在一截面的任意点处，正应力σ与切应力τ的夹角()。 (A)α＝900；（B）α＝450；（C）α＝00；（D）α为任意角。 4.根据材料的主要性能作如下三个基本假设___________、___________、___________。 5.材料在使用过程中提出三个方面的性能要求，即___________、___________、___________。 6.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关 （C）与二者都有关；（D）与二者都无关。 7.用截面法求一水平杆某截面的内力时，是对()建立平衡方程求解的。 (A)该截面左段;(B)该截面右段; (C)该截面左段或右段;(D)整个杆。 8.如图所示，设虚线表示单元体变形后的形状，则该单元体 的剪应变为()。 α (A)α;(B)π/2-α;(C)2α;(D)π/2-2α。 答案 1（A）2（D）3（A）4均匀性假设，连续性假设及各向同性假设。5强度、刚度和稳定性。6（A）7（C）8（C） 拉压 1.轴向拉伸杆，正应力最大的截面和切应力最大的截面（）。 (A）分别是横截面、45°斜截面；（B）都是横截面， （C）分别是45°斜截面、横截面；（D）都是45°斜截面。 2.轴向拉压杆，在与其轴线平行的纵向截面上（）。 （A）正应力为零，切应力不为零； （B）正应力不为零，切应力为零； （C）正应力和切应力均不为零； （D）正应力和切应力均为零。 3.应力－应变曲线的纵、横坐标分别为σ＝F /A，△ε＝L/L，其中（）。 N （A）A和L均为初始值；（B）A和L均为瞬时值； （C）A为初始值，L为瞬时值；（D）A为瞬时值，L均为初始值。 4.进入屈服阶段以后，材料发生（）变形。 （A）弹性；（B）线弹性；（C）塑性；（D）弹塑性。 5.钢材经过冷作硬化处理后，其（）基本不变。 (A)弹性模量；（B）比例极限；（C）延伸率；（D）截面收缩率。 6.设一阶梯形杆的轴力沿杆轴是变化的，则发生破坏的截面上（）。
西北工业大学 2011年硕士研究生入学考试试题参考答案 试题名称：材料科学基础（A卷）试题编号：832 说明：所有答题一律写在答题纸上第 1 页共 7 页 一、简答题（每题10分，共50分） 1.请从原子排列、弹性应力场、滑移性质、柏氏矢量等方面对比刃位错、 螺位错的主要特征。 答：刃型位错： 1)1晶体中有一个额外原子面，形如刀刃插入晶体 2)2刃位错引起的应力场既有正应力又有切应力。 3)3位错线可以是折线或曲线, 但位错线必与滑移（矢量）方向垂直 4)4滑移面惟一 5)5位错线的移动方向与晶体滑移方向平行（一致） 6)6位错线与柏氏矢量垂直 螺型位错： 1)1上下两层原子发生错排，错排区原子依次连接呈螺旋状 2)2螺位错应力场为纯切应力场 3)3螺型位错与晶体滑移方向平行，故位错线一定是直线 4)4螺型位错的滑移面是不惟一； 5)5位错线的移动方向与晶体滑移方向相互垂直。 6)6位错线与柏氏矢量平行 2.何谓金属材料的加工硬化？如何解决加工硬化对后续冷加工带来的困 难？ 答：随变形量增大，强度硬度升高，塑形下降的现象。软化方法是再结晶退火。 3.什么是离异共晶？如何形成的？ 答：在共晶水平线的两个端部附近，由于共晶量少，领先相相依附在初
生相上，另一相独立存在于晶界，在组织学上失去共晶体特点，称为离异共晶。有时，也将端部以外附近的合金，在非平衡凝固时得到的少量共晶，称为离异共晶。 4. 形成无限固溶体的条件是什么？简述原因。 答：只有置换固溶体才可能形成无限固溶体。且两组元需具有相同的晶体结构、相近的原子半径、相近的电负性、较低的电子浓度。原因：溶质原子取代了溶剂原子的位置，晶格畸变较小，晶格畸变越小，能量越低。电负性相近不易形成化合物。电子浓度低有利于溶质原子溶入。 5. 两个尺寸相同、形状相同的铜镍合金铸件，一个含90%Ni ，另一个含 50%Ni ，铸造后自然冷却，问哪个铸件的偏析严重？为什么？ 答：50%Ni 的偏析严重，因为液固相线差别大，说明液固相成分差别大，冷速较快不容易达到成分均匀化。 二、 作图计算题（每题15分，共60分） 1、写出{112}晶面族的等价晶面。 答： )21()12()11()211()12()11( )211()121()211()211()121()112(}112{+++++++++++= 2、 请判定下列反应能否进行：]001[]111[2]111[2a a a →+ 答：几何条件： ]001[]002[2 ]111[2]111[2a a a a ==+，满足几何条件 能量条件： ( )2 2 2 2 2 2 32 2 2222 2222 2 211 004311121)1()1(2a a b a a a b b =++==?? ? ??+++??? ??+-+-=+ 不满足能量条件，反应不能进行。
第一章 一、选择题 1、均匀性假设认为.材料内部各点的是相同的。 A：应力 B：应变 C：位移 D：力学性质 2、各向同性认为.材料沿各个方向具有相同的。 A：力学性质 B：外力 C：变形 D：位移 3、在下列四种材料中. 不可以应用各向同性假设。 A：铸钢 B：玻璃 C：松木 D：铸铁 4、根据小变形条件.可以认为： A：构件不变形 B：构件不破坏 C：构件仅发生弹性变形 D：构件的变形远小于原始尺寸 5、外力包括: A:集中力和均布力 B:静载荷和动载荷 C:所有作用在物体外部的力 D:载荷与支反力 6、在下列说法中.正确的是。 A：内力随外力的增大而增大； B：内力与外力无关； C：内力的单位是N或KN； D：内力沿杆轴是不变的； 7、静定杆件的内力与其所在的截面的有关。 A：形状；B：大小；C：材料；D：位置 8、在任意截面的任意点处.正应力σ与切应力τ的夹角α＝。 A：α＝90O； B：α＝45O； C：α＝0O；D：α为任意角。 9、图示中的杆件在力偶M的作用下.BC段上。 A：有变形、无位移； B：有位移、无变形； C：既有位移、又有变形；D：既无变形、也无位移； 10、用截面法求内力时.是对建立平衡方程而求解的。 A：截面左段 B：截面右段 C：左段或右段 D：整个杆件 11、构件的强度是指.刚度是指.稳定性是指。 A：在外力作用下抵抗变形的能力； B：在外力作用下保持其原有平衡态的能力； C：在外力的作用下构件抵抗破坏的能力； 答案：1、D 2、A 3、C 4、D 5、D 6、A 7、D 8、A 9、B 10、C 11、C、B、A 二、填空 1、在材料力学中.对变形固体作了 . . 三个基本假设.并且是在 . 范围内研究的。 答案：均匀、连续、各向同性；线弹性、小变形 2、材料力学课程主要研究内容是：。 答案：构件的强度、刚度、稳定性；
精品文档 1.为什么Nicalon sic 纤维使用温度低于1100℃？怎样提高使用温度？ 从热力学上讲，C-SIO 2界面在1000℃时界面气相CO 压力可能很高，相应的O 2浓度也较高。只有O 2扩散使界面上O 2浓度达到较高水平时，才能反应生成CO 。但是温度较低时扩散较慢，因此C-SiO 2仍然在1000℃左右共存。 当温度升到1100℃，1200℃时，CO 的压力将会更高，此时O 2的浓度也较高，而扩散速度却加快。因而，SiC 的氧化速度加快，导致Nicalon 纤维在1100℃，1200℃时性能下降很快。 要提高Nicalon 纤维的使用温度，需降低Nicalon 纤维的游离C 和O 的含量，以防止游离C 继续与界面O 反应。 2.复合材料的界面应力是怎样产生的？对复合材料的性能有何影响？ 复合材料的界面应力主要是由于从制备温度冷却到室温的温度变化△T 或是使用过程中的温度变化△T 使得复合材料中纤维和基体CTE （coefficient of thermal expansion 热膨胀系数？）不同而导致系统在界面强结合的情况下界面应力与△T 有着对应关系；在界面弱结合的情况下，由于滑移摩擦引起界面应力。 除了热物理不相容外，还有制备过程也能产生很大甚至更大的界面应力。如：PMC 的固化收缩，MMC 的金属凝固收缩，CMC 的凝固收缩等。 △CTE 限制界面应力将导致基体开裂，留下很多裂纹，裂纹严重时将使复合材料解体，使复合材料制备失败，或是使其性能严重下降，△CTE 不大时，弹塑性作用，不会出现裂纹。而对于CMC ，即使不会出现明显的裂纹，基体也已经出现了微裂纹。这些微裂纹对复合材料的性能不会有很的影响，相反，这些微裂纹对CMC 复合材料的增韧有帮助，因为微裂纹在裂纹扩展过程中将会再主裂纹上形成很多与裂纹而消耗能量，从而达到增韧的目的。 3．金属基复合材料界面控制的一般原则是什么？ 金属基复合材料要求强结合，此时能提高强度但不会发生脆性破坏。均存在界 面化学反应趋势，温度足够高时将发生界面化学反应，一定的界面化学反应能增加界面的结合强度，对增强有利。过量的界面化学反应能增加界面的脆性倾向对增韧不利。因此，MMC 的界面化学反应是所希望的，但是应该控制适度。 具体原则有： 纤维表面涂层处理：改善润湿性，提高界面的结合强度，并防止不利的界面反应。 基体改性：改变合金的成分，使活性元素的偏聚在f/m 界面上降低界面能，提高润湿性。 控制界面层：必须考虑界面层的厚薄，以及在室温下熔体对纤维及纤维表面层的溶解侵蚀。纤维及其表面层金属熔体中均具有一定的溶解度。因而，溶解和侵蚀是不可避免的。 4.为什么玻璃陶瓷/Nicalon 复合材料不需要制备界面层？ 氧化物玻璃基体很容易与Nicalon SiC 纤维反应：SiC+O 2=SiO 2+C 这一反应可以被利用来制备界面层。 氧化物玻璃基体与Nicalon SiC 纤维还可能发生其它氧化反应，但由于需要气相产物扩散离开界面，因为其他热力学趋向很大，但反应驱动力相对较小。因上述反应生成的SiO 2 在SiO 2基玻璃中很容易溶入玻璃基体。如果使用的玻璃基体不发生饱和分相的话，反应的结果将在界面上生成C 界面层或纤维的表面层，因而不需要预先制备界面层，这就是玻璃陶瓷的最大优点。 5．复合材料有哪三个组元组成，作用分别是什么？ 复合材料是由：基体，增强体，界面。 基体：是复合材料中的连续相，可以将增强体粘结成整体，并赋予复合材料一 定形状。有传递外界作用力，保护增强体免受外界环境侵蚀的作用。 增强体：主要是承载，一般承受90%以上的载荷，起着增大强度，改善复合材 料性能的作用。 界面：1.传递作用：载荷施加在基体上，只有通过界面才能传递到增强体上， 发挥纤维的承载能力，所以界面是传递载荷的桥梁。 2.阻断作用：结合适当的界面有阻止裂纹扩展，中断材料破坏，减缓应力集中的作用。 3.保护作用：界面相可以保护增强体免受环境的腐蚀，防止基体与增强体 之间的化学反应，起到保护增强体的作用。 6. 请说明临界纤维长度的物理意义？ 能够达到最大纤维应力，即极限强度σfu 的最小纤维长度，称为临界长度Lc ，临界纤维长度是载荷传递长度的最大值。 L 第二章 拉 压 一、判断题 1．变截面杆AD 受集中力作用，如图3所示。用N AB 、N B c 、N CD 分别表示该杆AB 段、BC 段、CD 段的轴力的大小，则N AB >N B c>N CD 。(错 ) 2．如图所示的两杆的轴力图相同。( 对) 3． 杆件所受到轴力F N 愈大，横截面上的正应力σ愈大。(错) 4． 作用于杆件上的两个外力等值、反向、共线，则杆件受轴向拉伸或压缩。(错 ) 5． 由平面假设可知，受轴向拉压杆件，横截面上的应力是均匀分布的。( 对 ) 6． 极限应力、屈服强度和许用应力三者是不相等的。( 对 ) 7． 材料的拉压弹性模量E 愈大，杆的变形l Δ愈小。( 对 ) 8． 由εσE =可知，应力与应变成正比，所以应变愈大，应力愈大。( 错 ) 9． 进入屈服阶段以后，材料发生塑性变形。( 对 ) 10． 为保证构件能正常工作，应尽量提高构件的强度。( 错 ) 11． 对于没有明显屈服阶段的韧性材料，通常以产生0.2％的塑性应变所对应的应力作为名义屈服强度，并记为2.0σ。( 对 ) 12． 轴向拉伸或压缩杆件的轴向线应变和横向线应变符号一定相反。( 对 ) 13． 若拉伸试件处于弹性阶段，则试件工作段的应力ε与应变σ必成正比关系。( 对 ) 14． 安全系数取得越大，经济性就越好，工程设计就越合理。( 错 ) 15． 轴向拉伸或压缩的杆件横截面上的应力一定正交于横截面。( 错 ) 16． 钢材经过冷作硬化处理后其弹性模量基本不变。( 对 ) 二、填空题 1．杆件受拉伸或压缩变形时的受力特点是：作用于杆件上的外力作用线和杆件的轴线 ； 杆件的变形是沿 方向的 或 。 2．轴力的正、负号规定为：杆受拉为 、杆受压为 。 3．应力是截面上 ，与截面垂直的应力称为 ，与截面相切的应力称为 。 4．作用于杆件上的外力 和杆的轴线重合，两个外力方向 为拉杆；两个外力 为压杆。 5．l Δ称为杆件的 ，ε称为杆件的 ，对拉杆，l Δ，ε均为 值。对压杆，l Δ，ε均为 值。 6． 虎克定律表达式εσE =，表明了 与 之间的关系，它的应用条件 2010年 一、作图示结构的内力图，其中P=2qa,m=qa 2/2。(10分) 二、已知某构件的应力状态如图，材料的弹性模量E=200GPa,泊松比μ=0.25。试求主应力，最大剪应力，最大线应变，并 画出该点的应力圆草图。（10分） 三、重为G 的重物自高为h 处自由落下，冲击到AB 梁的中点C ，材料的弹性模量为E ，试求梁内最大动挠度。（8分） 四、钢制平面直角曲拐ABC ，受力如图。q=2.5πKN/m ，AB 段为圆截面， [σ]=160MPa ，设L=10d ，P x =qL,试设计AB 段的直径d 。（15分） 五、图示钢架，EI 为常数，试求铰链C 左右两截面的相对转角（不计轴力及剪力对变形的影响）。（12分） 六、图示梁由三块等厚木板胶合而成，载荷P 可以在ABC 梁上移动。已知板的许用弯曲正应力为[σ]=10Mpa ，许用剪应力[τ]=1Mpa ，胶合面上的许用剪应力[τ]胶=0.34Mpa ，a=1m ，b=10cm ，h=5cm ，试求许可荷载[P]。（10分） 七、图示一转臂起重机架ABC ，其中AB 为空心圆截面杆D=76mm ，d=68mm ，BC 为实心圆截面杆D 1=20mm ，两杆材料相同，σp =200Mpa ，σs =235Mpa ，E=206Gpa 。取强度安全系数n=1.5，稳定安全系数n st =4。最大起重量G=20KN ，临界应力经验公式为σcr =304-1.12λ（Mpa ）。试校核此结构。（15分） 八、水平曲拐ABC 为圆截面杆，在C 段上方有一铅垂杆DK ，制造时DK 杆短了△。曲拐AB 和BC 段的抗扭刚度和抗弯刚度皆为GI P 和EI 。且GI P =4 5 EI 。杆DK 抗拉刚度为EA ，且EA=225EI a 。试求： （1）在AB 段杆的B 端加多大扭矩，才可使C 点刚好与D 点相接触？ （2）若C 、D 两点相接触后，用铰链将C 、D 两点连在一起，在逐渐撤除所加扭矩，求DK 杆内的轴力和固定端处A 截面上的内力。（15分） 西工大19春《材料力学》在线作业 试卷总分:100 得分:0 一、判断题(共40 道试题,共100 分) 1.变形区横断面的变形，变形区的应力和应变状态在切向和径向是完全相同的，仅在宽度方向有所不同。 A.错误 B.正确 正确答案:B 2.轴类零件过大的扭转变形会降低加工精度，引起扭转振动等，影响正常的加工，因此，对轴类零件除要求有足够的强度外，一般还要限制它的扭转变形。 A.错误 B.正确 正确答案:B 3.弯曲圆角部分是弯曲变形的主要区域。 A.错误 B.正确 正确答案:B 4.扭转的变形特点：杆件的各任意两个横截面都发生绕轴线的绝对转动。 A.错误 B.正确 正确答案:A 5.扭转角：任意两个横截面间相对转过的角度。 A.错误 B.正确 正确答案:B 6.原长为100mm的试件，拉断后的长度为128mm，材料的断后伸长率（或延伸率）δ是28%。 A.错误 B.正确 正确答案:B 7.组合变形：两种或两种以上基本变形的组合。 A.错误 B.正确 正确答案:B 8.通常被用作描述一个物体抵抗弯曲的能力。 A.错误 B.正确 正确答案:B 9.平面弯曲：梁的横截面有一对称轴，外载荷作用在纵向对称面内，杆发生弯曲变形后，轴线仍然在纵向对称面内，是一条平面曲线。 A.错误 B.正确 正确答案:B 10.材料力学是研究材料在各种外力作用下产生的应变、应力、强度、刚度、稳定和导致各种材料破坏的极限。 A.错误 B.正确 正确答案:B 11.材料力学与理论力学、结构力学并称三大力学。 A.错误 B.正确 正确答案:B 12.与刚体平衡类似，弹性体平衡也存在稳定与不稳定问题。 A.错误 B.正确 正确答案:B 13.根据平截面假设，梁弯曲变形时，横截面绕着中性轴转动一个角度。中性轴通过横截面的形心。 A.错误 B.正确 正确答案:B 14.双剪具有两个剪切面的剪切现象。 A.错误《材料力学》期末考试试卷02
西北工业大学历年材料力学期末考试试题
西工大19春《材料力学》在线作业1答案
相关主题
文本预览