材料力学性能期试卷和答案
中原工学院
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“”，错误的前面划“X” ；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
()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。
()&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
A、0.8；
B、0.5；
C、1 ；
D、2。
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
）
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：K
.
Y xa
, R o
1
（―）
2
0.056Y 2
（ / s ）
2P2
s
1、一块含有长为16mm 中心穿透裂纹［K i = «n a ）1/2
］的钢板，受到350MPs 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。
Q
c
A
2、已知某材料的 丫 s = 2J/m ，E = 2X 10MPa &
2.5 X 10- m
（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。
本试卷共 3页，此页为 A 卷第 2页
本试卷共 3页，此页为 A 卷第 3页
线
-
线订二订
名甦姓
中原工学院五、简答题：（每题7.5分，共30分）
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“”错误的前面划“X” ；每题1分，共10分）
1、（X）；
2、（X）；
3、（X）；
4、（X）；
5、（X）
6、（X）；
7、（X）；8 （X）；9、（X）；10、（X）
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K SCC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a c。（2.5
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S表示。（2.5分）6
（2.5 分）
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）
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）
2、简述c -1和厶K th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：c -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）；△ K th （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
（1、画图2分，标注3分）（2、画图2.5分）
本试卷答案共2页，此页为第 1 页
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, c =350 MPa, K】=c ( n a)1/2
(1)c / c s=350/1400 小于0.6，
K i = c ( n a) 1/2=350X (3.14 X 0.008) 1/2=55.5 (MPa- mT) (3 分)
c / c s=350/385大于0.6，所以必须进行塑性区修正，Y ( n )1/2(2分)
K i =Y c (a) /[1-0.056(Y c / c s) ] =c ( n a) /[1-0.056 n ( c / c s)2]
1/2 2 1/2
=350X (3.14 X 0.008) /[1-0.056 n (350/385)]
=60 (MPa- m/2) (2 分)
<4 /Q C ft A"I/O
c c= ( E 丫s/ a) =[2 X 10 X 10 X2/(4 X 10-)]
=3.16 X 107Pa= 31.6 MPa
=[2 X 105X 106X 2/(2.5 X 10-10)] 1/2
10 4
=4 X 10 Pa= 4X 10 MPa
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
中原工学院
2009〜2010学年第1 学期2、解:
(1)已知2a = 0.8mm=0.0008m=X 10-4m
丫s/ a o)1/2
(3分)
(3分)
而且会有塑性变形，不符合弹
(3分)
中原工学院______
重修标识
2009〜2010学年第 1 学期 ----------------
B卷材科专业材料的力学性能课程期末试卷一
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(U型)裂纹扩展和_____________________________________ 三类。
二、判断题：(在正确的前面划“”，错误的前面划“X” ；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S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。
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、力一伸长曲线；
B、工程应力一应变曲线；
C、真应力一真应变曲线。
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。
&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。
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2009〜2010 学年第1 学期| B卷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（川型）裂纹扩展。
二、判断题：（在正确的前面划“”，错误的前面划“X” ；每题1分，共10 分）
1、（X）;
2、（）；
3、（）；
4、（X）；
5、（）
6、（）；
7、（X）；8 （X）；9、（X）；10、（X）
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一塑性变形时的应力，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c - £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U 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）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）
（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）。⑵ 缺口改变了
（画图1分，标注1.5分）
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
(2 分)
中原工学院
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［K i =1.1 C n a ）1/2/①］，若a =1mm,a/c=0.3 （①2
_ 1/2
解：已知：a=8mm=0.008m, c =350 MPa, K ： = c ( n a) (1)c / c s =350/1400 小于 0.6，
K i =c ( n a) 1/2=350X (3.14 X 0.008) 1/2=55.5 (MPa- m V 2) R=1/(2.828 n ) X (K i / c s )2 =1/(2.828 n ) X (55.5/1400)
2007〜2008学年第 1 学期
(2 分) (3 分)
将三者列表比较:
料。
2、一块含有长为16mm 中心穿透裂纹［K : = / n a ）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1400MP©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：Cc=1000/1300, 1000/1400, 1000/1500均大于0.6,所以必修进行塑性区修正由K i =1.1 C n a)1/2/① 得Y=1.1 (n )1/2/① 所以修正后的
K i=1.1 Cn a)1/2/[①2-0.212( C c)2]"2
K i =1.1 C n a)1/2/[①2-0.212( Cc)2]"2
=1.1X 1000X (3.14 X 0.001 )1/2/[1.19-0.212( =59.75 MPa - m1/2 K i =1.1 C n a)1/2/[①2-0.212( Cc)2]"2
=1.1X 1000X (3.14 X 0.001 )1/2/[1.19-0.212( =59.23 MPa - m1/2 K i =1.1 C n a)1/2/[①2-0.212( Cc)]"2
=1.1X 1000X (3.14 X 0.001 )1/2/[1.19-0.212(
=58.91 MPa - m1/2(2 分)
=0.00017m=0.17mm (3 分) （2）第1题中c / c s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）
(1)
(2)
(3)1000/1300)2]1/2
1000/1400)2]1/2
2 1/2
1000/1500) 1
(2 分)
(2 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）
(2 分)
材料力学试题及答案
一、绘制该梁的剪力、弯矩图。 （15分） 二、梁的受力如图,截面为T 字型，材料的许用拉应力[σ+]=40MPa ，许用压应力[σ-]=100MPa 。试按正应力强度条件校核梁的强度。（20分） m 8m 2m 230 170 30 200 2m 3m 1m M
三、求图示单元体的主应力及其方位，画出主单元体和应力圆。（15分） 30 四、图示偏心受压柱，已知截面为矩形，荷载的作用位置在A点，试计算截面上的最大压应力并标出其 在截面上的位置，画出截面核心的形状。(15分)
五、结构用低碳钢A 3制成，A 端固定，B 、C 为球型铰支，求：允许荷载[P]。已知：E=205GPa ，σs =275MPa ，σcr =338-1.12λ,，λp =90，λs =50，强度安全系数n=2，稳定安全系数n st =3，AB 梁为N 016工字钢，I z ＝1130cm 4，W z ＝141cm 3，BC 杆为圆形截面，直径d=60mm 。 （20分） 六、结构如图所示。已知各杆的EI 相同，不考虑剪力和轴力的影响，试求：D 截面的线位移和角位移。 （15分） a a
东 北 电 力 学 院 考 试 试 卷 课程名称:材料力学 专业：工管 年级：2003级 学期：04-05学年第二学期 一、选择题（每小题2分，共计10分。） １、应力和内力有何不同。（ ） a 、应力等于内力。 b 、应力等于内力的代数和。 c 、应力是矢量。 d 、应力是内力的集度。 2、实心圆轴受扭，当其直径增加一倍时，则最大剪应力是原来的（ ） a 、21倍。 b 、41倍。 c 、81倍。 d 、16 1 倍。 3、关于剪力、弯矩的正负号与坐标的选择有无关系有以下四种说法，那种方法正确。（ ） a 、它们都与坐标系的选择无关。 b 、它们都与坐标系的选择有关。 c 、剪力正负号与坐标系的选择无关；而弯矩则有关。 d 、剪力正负号与坐标系的选择有关；而弯矩则无关。 4、弯曲正应力公式的应用条件是：（ ） a 、适用所有弯曲问题。 b 、纯弯曲、等截面直梁。 c 、平面弯曲、弹性范围。 d 、平面弯曲、剪应力为零。 5、在压杆稳定问题中，临届力什么时候可以用P cr =π2EI /(μl )2计算。（ ） a 、很长的杆。 b 、很细的杆。 c 、弹性模量小的杆。 d 、柔度大于一定数值的杆。 二、简答题（每题4分，共计8分） 1、切应力τ正应力σ分别表示什么？ 2、试叙述求解静不定梁的变形比较法。 三、两钢杆如图所示，已知截面积A =1cm 2, A =2cm 2；材料的弹性模量E=210GPa ,线膨胀系
材料力学试题
材料的力学性能课程期末试卷A卷标准答案（即评分标准） 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。 答案：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：（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。答案：1、×；2、 ；3、 ；4、×；5、 ；6、 ；7、×；8、×；9、×；10、× 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。
材料力学试卷及答案
一、低碳钢试件的拉伸图分为、、、四个阶段。(10分） 二、三角架受力如图所示。已知F=20kN,拉杆BC采用Q235圆钢，［σ钢］=140MPa,压杆AB采用横截面为正方形的松木，［σ木]=10MPa，试用强度条件选择拉杆BC的直径d和压杆AB的横截面边长a。 n＝180 r/min，材料的许用切应 四、试绘制图示外伸梁的剪力图和弯矩图，q、a均为已知.（15分） 2
五、图示为一外伸梁，l=2m,荷载F=8kN，材料的许用应力［σ］=150MPa，试校核该梁的正应力强度.(15分） 六、单元体应力如图所示，试计算主应力,并求第四强度理论的相当应力。（10分） 的偏心距e=200mm.b=180mm，h=300mm.求σmax和σmin.（15分)
八、图示圆杆直径d =100mm ，材料为Q235钢,E =200GPa,λp =100，试求压杆的临界力F cr 。(10 (1）答案及评分标准 评分标准:各2。5分。 二、 d =15mm; a =34mm ． 评分标准：轴力5分， d 结果5分，a 结果5分. 三、 τ=87。５ＭＰa ， 强度足够．
评分标准：T 3分,公式4分,结果3分。 四、 评分标准:受力图、支座反力5分，剪力图5分,弯矩图5分。 五、σmax =155.8MPa ＞［σ］=100 MPa ，但没超过许用应力的5％，安全． 评分标准：弯矩5分，截面几何参数 3分，正应力公式5分，结果2分。 六、（1)σ１＝１４１。42 MPa ，σ＝０,σ３＝１４１。42 MPa ；（2）σr4=245 MPa. 评分标准：主应力5分，相当应力5分. 七、σmax =０。64 MPa ，σmin =—6。04 MPa. 评分标准:内力5分,公式6分,结果4分. 八、Ｆc r =53。39kN 评分标准：柔度3分，公式5分，结果2分。 一、什么是强度失效、刚度失效和稳定性失效? 二、如图中实线所示构件内正方形微元，受力后变形 为图中虚线的菱形，则微元的剪应变为? A 、 B 、 α-0 90 C 、 α2900 -D 、 答案:D 三、材料力学中的内力是指( ）。 A 、 物体内部的力。 B 、 物体内部各质点间的相互作用力。 C 、 由外力作用引起的各质点间相互作用力的改变量。 D 、 由外力作用引起的某一截面两侧各质点间相互作用力的合力的改变量。 答案：B 四、为保证机械和工程结构的正常工作,其中各构件一般应满足、 和三方面的要求。 1..5qa F S 图 M 图 q F S 图 — — + M 图 qa 2 qa 2／2
材料力学试卷及答案7套
材料力学试卷1 一、绘制该梁的剪力、弯矩图。 （15分) 二、梁的受力如图，截面为T 字型，材料的许用拉应力［σ+］=40MPa ，许用压应力［σ-］=100MPa 。试按正应力强度条件校核梁的强度。（20分) m 8 m 2m 230 170 30 200 2m 3m 1m M
三、求图示单元体的主应力及其方位，画出主单元体和应力圆. （15分） 30 四、图示偏心受压柱,已知截面为矩形，荷载的作用位置在A点，试计算截面上的最大压应 力并标出其在截面上的位置，画出截面核心的形状.(15分）
五、结构用低碳钢A 3制成，A 端固定,B 、C 为球型铰支,求：允许荷载[P].已知：E=205GPa,σs =275MPa ，σcr =338-1.12λ，，λp =90，λs =50，强度安全系数n=2，稳定安全系数n st =3，AB 梁为N 016工字钢，I z ＝1130cm 4,W z ＝141cm 3，BC 杆为圆形截面，直径d=60mm 。（20分) 六、结构如图所示。已知各杆的EI 相同，不考虑剪力和轴力的影响，试求:D 截面的线位移和角位移.
（15分） 材料力学2 一、回答下列各题(共4题,每题4分，共16分) 1、已知低碳钢拉伸试件,标距mm l 1000=,直径mm d 10=,拉断后标距的长度变为mm l 1251=,断 口处的直径为mm d 0.61 =，试计算其延伸率和断面收缩率. 2、试画出图示截面弯曲中心的位置。 3、梁弯曲剪应力的计算公式z z QS = τ，若要计算图示矩形截面A 点的剪应力,试计算。 a a 4/h
材料力学性能参考答案
填空： 1．影响材料弹性模数的因素有键合方式和原子结构、晶体结构、化学成分、微观组织、温度、加载条件和负荷持续时间等。2．提供材料弹性比功的途径有二，提高材料的弹性极限，或降低弹性模量。3．退火态和高温回火态的金属都有包申格效应，因此包申格效应是 具有的普遍现象。4．金属材料常见的塑性变形机理为晶体的滑移和孪生两种。5．多晶体金属材料由于各晶粒位向不同和晶界的存在，其塑性变形更加复杂，主要有各晶粒变形的不同时性和不均匀性及各晶粒变形的相互协调性的特点。6．影响金属材料屈服强度的因素主要有晶体结构、晶界与亚结构、 溶质元素、第二相、温度等。7．产生超塑性的条件是（1）超细晶粒；（2）合适的条件，变形温度≥0.4Tm，应变速率ε≤ 10－3s－1 ；（3）应变速率敏感指数较高0.3≤m≤1 。 8．材料的断裂过程大都包括裂纹的形成与扩展两个阶段，根据断裂过程材料的宏观塑性变形过程，可以将断裂分为 韧性断裂与 脆性断裂；按照晶 体材料断裂时裂 纹扩展的途径，分 为穿晶断裂 和沿晶断 裂；按照微 观断裂机理分为 剪切断裂和 解理断 裂；按作 用力的性质可分 为正断 和切断。 9.包申格效应：金 属材料经过预 先加载产生少量 的塑性变形,而后 再同向 加载,规定残余伸 长应力增 加； 卸载时降低的 的现象。 10．剪切断裂的两 种主要形式为滑 断（纯剪切断裂） 和微孔聚集性 断裂。 11．解理断口的基 本微观特征为解 理台阶、河流 花样和舌状 花样。 12．韧性断裂的断 口一般呈杯锥状， 由纤维区、 放射区和剪 切唇三个区 域组成。 13．韧度是衡量材 料韧性大小的力 学性能指标，其中 又分为静力韧 度、断裂韧度 和冲击韧 度。 14. 材料在受到 三向等拉伸应力 作用时压力状态 最硬，其最大切 应力分量 分量为零，材料最 易发生脆性 断裂，适用于揭 示塑性较好的金 属材料的脆性倾 向。单向拉 伸时，正应 力分量较大，切应 力分量较小，应力 状态较硬。一般用 于塑性变形抗力 与切断抗力较低 的所谓塑性材料 试验；弯 曲、扭转时 应力状态较软，材 料易产生塑性变 形，适用于在单向 拉伸时容易发生 脆断而不能充分 反映其塑性性能 的所谓脆性材料； 材料的硬度试验 属于三 向压缩状 态，应力状态非常 软，可在各种材料 上进行。 15. 材料缺口敏 感性除与材料本 身性能、压力状态 （加载方式）有关 外，还与缺口形 状、尺 寸、实验 温度 有关。 16. 硬度是衡量 材料软硬程度的 一种力学性能，按 加载方式基本上 可以分为压入 法和刻划法 两大类，在压入法 中，根据加载速率 的不同又分为 动态加载法和 静载压入 法。 17. 国家标准规 定冲击弯曲试验 用标准试样分别 为夏比U型缺 口 试样和夏比V 型缺口试样，所测 得的冲击吸收功 分别用Aku和 Akv 标记。 18. 影响材料低 温脆性的因素有 化学成分、晶 体结构、宏观 组织 、金相组织、 温度、加载速率 和试样尺寸和形 状等。 19. 根据外加压 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 有张开型（Ⅰ型） 裂纹扩展、滑开 型（Ⅱ型）裂纹扩 展和撕开型 （Ⅲ型）裂纹扩 展。 20. 疲劳破坏形 式按应力状态分 为弯曲疲劳、 扭转疲劳、拉压 疲劳、 及复合疲劳。 按应力高低和断 裂寿命分为高 周疲劳和低 周疲劳。 21. 典型的疲劳 断口具有疲劳 源、疲劳 区、瞬断区 三个特征区。 22. 疲劳条带是 疲劳断口的微观 特征，贝纹线是断 口的宏观特征。 23. 金属材料的 疲劳过程也是裂 纹的萌生和 扩展过程。 24. 材料疲劳抗 力指标主要有 σ－1 、 σ－1P 、σ－ 1N 及 τ－1 等。 25. 材料的疲劳 强度不仅与载荷 条件有关，还受材 料温 度、平 均应力和应力 比、过载 损伤、 腐蚀介质、表面 状态等因素的 影响。 26. 常用的接触 疲劳试验机包括 单面对滚式、 双面对滚式、止 推式三种。 27. 机件的失效 形式主要有磨 损、腐 蚀、断裂 三种。 28.低碳钢的力 -----伸长曲线包括 弹性变形阶 段、屈服变 形阶段、 均匀塑性变形阶 段、集中塑性变 形阶段等四 个阶段。 29.理想弹性材料 的特征为①应 变与应力的响应 是线性的、② 应力和应变是同 相位、③应 变是应力的单值 函数。 30.粘弹性是指恒 应变下的.应 力松弛 和恒应力下的 弹性蠕变。 31.内耗又称为 循环韧性或 滞弹性。可用 滞后环面积度 量； 32.应变硬化是由 塑性变形过程中 的多系 滑移和交 滑移造成的。应变 硬化指数与金属 材料的层错能有 关，层错能低者n 值大。冷加 工状态n值 小。晶粒粗大 材料n值 大。 33.扭转试验时与 周线呈45o角方 向的应力作用面 上正应力最 大。与周线平 行或垂直方向的 应力作用面切应 力最大。 34. 弹性后效：加 载或卸载时，应变 落后于外加应力 而和时间有 关的，加载时，称
材料力学试卷试题(附参考答案)
一、简单计算题（共38分） 1．如图所示是一枚被称为“孔方兄”的中国古钱币，设圆的直径为d ，挖去 的正方形边长为b ，若2/d b =，求该截面的弯曲截面系数Z W 。（6分） 2. 已知某点处的应力状态如图所示，, MPa 100,MPa 60==στ弹性模量 GPa 200=E ，泊松比25.0=ν，求该点处的三个主应力及最大正应变。 （6分） 3．试画出低碳钢的拉伸应力－应变曲线，并在图上标出4个极限应力。（4分） y
4．已知交变应力的,MPa 5,MPa 3min max -==σσ， 求其应力循环特征r 及应 力幅度a σ。（4分） 5．如图所示为矩形截面悬臂梁，在梁的自由端突然加一个重为Q 的物块，求梁的最大弯曲动应力。（4分） Q h b
6．如图所示为两根材料相同的简支梁，求两梁中点的挠度之比b a w w /。（4分） 7．两块相同的钢板用5个铆钉连接如图所示，已知铆钉直径d ，钢板厚度t ，宽度b ，求铆钉所受的最大切应力，并画出上钢板的轴力图。（6分） ) ( b 2 /L 2/L ) (a P
8．超静定结构如图所示，所有杆件不计自重，AB为刚性杆，试写出变形协调方程。（4分） P a a a 2/ A F
二、作图示梁的剪力图与弯矩图。（10分） 三、不计剪力的影响，已知EI ，试用能量法求图示悬臂梁自由端的挠度A w 。 （12分） 四、铸铁梁的载荷及截面尺寸如图所示，其中4cm 5.6012,mm 5 .157==Z C I y 。 2 A C
已知许用拉应力MPa 40][=t σ，许用压应力MPa 160][=C σ。试按正应力条件校核梁的强度。若载荷不变，但将截面倒置，问是否合理？为什么？ （14分） 五、圆截面直角弯杆ABC 放置于图示的水平位置，已知cm 50=L ，水平力 （单位：mm ） 200
精品材料力学试卷三套含答案
《材料力学》试卷（A 卷） 考试形式：开（）、闭（√）卷 注：学生在答题前，请将密封线内各项内容准确填写清楚，涂改及模糊 不清者、试卷作废。 1、构件的强度是指( ) (A)在外力作用下构件抵抗变形的能力 (B) 在外力作用下构件保持原有平衡态的能力 (C) 在外力作用下构件抵抗破坏的能力 2、阶梯形杆AC 如图所示，在A 、B 截面分别作用大小相等的力P 。设AB 段、BC 段的轴 力分别为N l 和N 2，应力分别为σ1和σ2，BC 段的横截面积是AB 段横截面积的的2倍。则下列答案哪个是正确的（ ） (A) N 1=N 2 σ1=σ2； (B) N 1≠N 2 σ1≠σ2； (C) N 1=N 2 σ1≠σ2； (D) N 1≠N 2 σ1=σ2。 3、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挤压面积分别等于（ ） (A) πdh ，πD 2/4； (B) πdh ，π(D 2-d 2)/4； (C) πDh ，πD 2/4； (D) πDh ，π(D 2-d 2)/4。 4、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（ ） P
(A) 8和16倍；(B) 16和8倍；(C) 8和8倍；(D) 16和16倍。 5、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（） (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 。 6、T形截面铸铁梁，设各个截面的弯矩均为正值。则将其截面按哪个所示的方式布置，梁 的强度最高？( ) 7、图示变截面梁，用积分法求挠曲线方程时（） (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、图示悬臂梁，给出了1、2、3、4点的应力状态。其中哪个所示的应力状态是错误的（） 9、四根相同的杆件受力情况如图所示，其拉压弹性模量相同，问其中哪一根杆的变形最大？（）
钢筋混凝土材料的力学性能试题及答案
第一章 钢筋混凝土的材料力学性能 一、填空题： 1、《混凝土规范》规定以 强度作为混凝土强度等级指标。 2、测定混凝土立方强度标准试块的尺寸是 。 3、混凝土的强度等级是按 划分的，共分为 级。 4、钢筋混凝土结构中所用的钢筋可分为两类：有明显屈服点的钢筋和无明显屈服点 的钢筋，通常称它们为 和 。 5、钢筋按其外形可分为 、 两大类。 6、HPB235、 HRB335、 HRB400、 RRB400表示符号分别为 。 7、对无明显屈服点的钢筋，通常取相当于于残余应变为 时的应力作为名 义屈服点，称为 。 8、对于有明显屈服点的钢筋，需要检验的指标有 、 、 、 等四项。 9、对于无明显屈服点的钢筋，需要检验的指标有 、 、 等三项。 10、钢筋和混凝土是两种不同的材料，它们之间能够很好地共同工作是因 为 、 、 。 11、钢筋与混凝土之间的粘结力是由 、 、 组成的。其 中 最大。 12、混凝土的极限压应变cu ε包括 和 两部分， 部分越 大，表明变形能力越 ， 越好。 13、钢筋冷加工的方法有 、 、 三种。 14、有明显屈服点的钢筋采用 强度作为钢筋强度的标准值。 15、钢筋的屈强比是指 ，反映 。 二、判断题： 1、规范中，混凝土各种强度指标的基本代表值是轴心抗压强度标准值。（ ） 2、混凝土强度等级是由一组立方体试块抗压后的平均强度确定的。（ ） 3、采用边长为100mm 的非标准立方体试块做抗压试验时，其抗压强度换算系数为 0.95。（ ） 4、采用边长为200mm 的非标准立方体试块做抗压试验时，其抗压强度换算系数为 1.05。（ ） 5、对无明显屈服点的钢筋，设计时其强度标准值取值的依据是条件屈服强度。（ ） 6、对任何类型钢筋，其抗压强度设计值y y f f '=。（ ） 7、钢筋应在焊接前冷拉。（ ）
材料力学试题及答案
河南科技大学 山西农业大学2006-2007学年第二学期课程考试试卷B 卷 考试科目材料力学 考试时间 考试方式闭卷 成绩 本 试题满分100分,考试时间120分钟 一、 选择题每题4分,共20分 1、轴向拉伸细长杆件如图所示,则正确答案是__________ 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、一点的应力状态如右图所示,则其主应力1σ、2σ、3σ分别为 A 30MPa 、100 MPa 、50 MPa B 50 MPa 、30MPa 、-50MPa C 50 MPa 、0、-50MPa D -50 MPa 、30MPa 、50MPa 正确答案是 3、对莫尔积分dx EI x M x M l ⎰=∆)()(的下述讨论,正确的是 ; A 只适用于弯曲变形； B 等式两端具有不相同的量纲； C 对于基本变形、组合变形均适用； D 只适用于直杆; 4、图示交变应力的循环特征r 、平均应力m σ、应力幅值a σ的值分别是 A 40、20、10 B 20、10、20 C 0、20、10 D 0、20、20 5、如图所示重量为Q 的重物自由下落冲击梁,冲击时动荷系数 A C d V h k 211++= B B d V h k + +=11 C B d V h k 211++= D B C d V V h k ++ +=211 二、计算题共80分,信息学院学生做1、2、3、4、6,非 信息学院学生做1、2、3、4、5 题 号 一 二 三 四 核总分 得 分 评卷人 ---------------------------------------------------密 封 线 内 不 准 答 题 -------------------------------------------------------------
材料力学试题及答案7套
材料力学试卷1 一、结构构件应该具有足够的 、 和 。（本题3分） 二、低碳钢拉伸破坏经历了四个典型阶段： 阶段、阶段、 阶段和阶段。 衡量材料强度的指标是 、 。 （本题6分） 三、在其他条件不变的前提下，压杆的柔度越大，则临界应力越 、临界力越 ； 材料的临界柔度只与有关。 （本题3分） 四、两圆截面杆直径关系为：123D D =， 则 1 2Z Z I I =； 1 2Z Z W W =； 1 2P P I I =； 1 2P P W W =； （本 题8分） 五、已知构件上危险点的应力状态，计算第一强度理论相当应力；第二强度理论相当应力；第三强度理论相当应力；第四强度理论相当应力。泊松比3.0=μ。（本题15分） 六、等截面直杆受力如图，已知杆的横截面积为A=400mm 2 ， P =20kN 。试作直杆的轴力图；计算杆的最大正应力；材料的弹性模量E =200Gpa ，计算杆的轴向总变形。（本题15分） 七、矩形截面梁，截面高宽比h=2b ，l =4米，均布载荷q =30kN /m 许用应力[]MPa 100=σ， 1、画梁的剪力图、弯矩图 2、设计梁的截面 (本题20分)。
八、一圆木柱高l=6米，直径D=200mm，两端铰支，承受轴向载荷F=50kN，校核柱子的稳定 性。已知木材的许用应力[]MPa 10 = σ ，折减系数与柔度的关系为：2 3000 λ ϕ= 。 (本题 15分) 九、用能量法计算结构B点的转角和竖向位移，EI已知。（本题15分）
材料力学试卷2 一、（5分）图（a ）与图（b ）所示两个矩形微体，虚线表示其变形后的情况，确定该二微体在A 处切应变 b a γγ的大小。 二、（10分）计算图形的惯性矩 y z I I 。图中尺寸单位：毫米。 三、（15分）已知构件上危险点的应力状态，计算第三强度理论相当应力；第四强度理论相当应力。 四、（10分）画图示杆的轴力图；计算横截面上最大正应力；计算杆最大轴向应变ε。已知杆的横截面积A =400 mm 2 ，E =200GPa 。
结构设计原理 第一章 材料的力学性能 习题及答案
第一章材料的力学性能 一、填空题 1、钢筋混凝土及预应力混凝土中所用的钢筋可分为两类：有明显屈从点的钢筋和无明显屈从点的钢筋，通常分别称它们为____________ 和。 2、对无明显屈从点的钢筋，通常取相当于剩余应变为时的应力作为假定的屈从点，即。 3、碳素钢可分为、和。随着含碳量的增加，钢筋的强度、塑性。在低碳钢中参加少量锰、硅、钛、铬等合金元素，变成为。 4、钢筋混凝土构造对钢筋性能的要求主要是、、 、。 5、钢筋和混凝土是不同的材料，两者可以共同工作是因为 、、 6、光面钢筋的粘结力由、、三个局部组成。 7、钢筋在混凝土中应有足够的锚固长度，钢筋的强度越、直径越、混凝土强度越，那么钢筋的锚固长度就越长。 8、混凝土的极限压应变包括和两局部。 局部越大，说明变形才能越，越好。 9、混凝土的延性随强度等级的进步而。同一强度等级的混凝土，随着加荷速度的减小，延性有所，最大压应力值随加荷速度的减小而。 10、钢筋混凝土轴心受压构件，混凝土收缩，那么混凝土的应力，钢筋的应力。 11、混凝土轴心受拉构件，混凝土徐变，那么混凝土的应力，钢筋的应力。 12、混凝土轴心受拉构件，混凝土收缩，那么混凝土的应力，钢筋的应力。 二、判断题 1、混凝土强度等级是由一组立方体试块抗压后的平均强度确定的。 5。 3、混凝土双向受压时强度比其单向受压时强度降低。 4、线性徐变是指徐变与荷载持续时间之间为线性关系。 5、对无明显屈从点的钢筋，设计时其强度标准值取值根据是条件屈从强度。 6、强度与应力的概念完全一样。 7、含碳量越高的钢筋，屈从台阶越短、伸长率越小、塑性性能越差。 8、钢筋应力应变曲线下降段的应力是此阶段拉力除以实际颈缩的断面积。 9、有明显流幅钢筋的屈从强度是以屈从下限为根据的。 10、钢筋极限应变值与屈从点所对应的应变值之差反映了钢筋的延性。 11、钢筋的弹性模量与钢筋级别、品种无关。 12、钢筋的弹性模量指的是应力应变曲线上任何一点切线倾角的正切。 13、硬钢在应力到达假定屈从点时，塑性应变为0.002。 14、冷拉与冷拔一样，可同时进步钢筋的抗拉及抗压强度。
材料力学性能考试试题4及答案
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； 咬合磨损; 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①、断裂极限如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, OMAX=-MN=85MPa 的周期循环应力下工作，已知该裂纹的扩展速率为：d a /dN= C(A K几其中：n=3, C=2.4 X10"16,且知Y*n 2g=32mm,问该构件在此循环应力下能安全工作多长时间？
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 说明它由哪几个阶段部分组成？ 三、简述题（共24分,每小题12 分） A K 的物理意义并
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特点? 已知某材料的 0-1为600Mpa , Ob 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0 ,并在疲劳图上标出其相应的 O max 、 Omin 、 O m 、 O ，该材料在 Onax =720Mpa , o min =220Mpa 的循环应力 下工作，问是否安全？ 四、作图题（共14分）
材料力学性能考试答案
《工程材料力学性能》课后答案 机械工业出版社 2008第2版 第一章 单向静拉伸力学性能 1、 试述退火低碳钢、中碳钢和高碳钢的屈服现象在拉伸力-伸长曲线图上的区别？为什 么？ 2、 决定金属屈服强度的因素有哪些？【P12】 答：内在因素：金属本性及晶格类型、晶粒大小和亚结构、溶质元素、第二相。 外在因素：温度、应变速率和应力状态。 3、 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。 4、 剪切断裂与解理断裂都是穿晶断裂，为什么断裂性质完全不同？【P23】 答：剪切断裂是在切应力作用下沿滑移面分离而造成的滑移面分离，一般是韧性断裂，而解理断裂是在正应力作用以极快的速率沿一定晶体学平面产生的穿晶断裂，解理断裂通常是脆性断裂。 5、 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。上述断口三区域的形态、大小和相对位置，因试样形状、尺寸和金属材料的性能以及试验温度、加载速率和受力状态不同而变化。 6、 论述格雷菲斯裂纹理论分析问题的思路，推导格雷菲斯方程，并指出该理论的局限性。 【P32】 答： 212⎪⎭ ⎫ ⎝⎛=a E s c πγσ，只适用于脆性固体,也就是只适用于那些裂纹尖端塑性变形可以忽略的情况。 第二章 金属在其他静载荷下的力学性能 一、解释下列名词： （1）应力状态软性系数—— 材料或工件所承受的最大切应力τ max 和最大正应力σmax 比值，即： () 32131max max 5.02σσσσσστα+--== 【新书P39 旧书P46】 （2）缺口效应—— 绝大多数机件的横截面都不是均匀而无变化的光滑体，往往存在截面的急剧变化，如键槽、油孔、轴肩、螺纹、退刀槽及焊缝等，这种截面变化的部分可视为“缺口”，由于缺口的存在，在载荷作用下缺口截面上的应力状态将发生变化，产生所谓的缺口效应。【P44 P53】 （3）缺口敏感度——缺口试样的抗拉强度σbn 的与等截面尺寸光滑试样的抗拉强度σ b 的比值，称为缺口敏感度，即： 【P47 P55 】 （4）布氏硬度——用钢球或硬质合金球作为压头，采用单位面积所承受的试验力计算而得的硬度。【P49 P58】 （5）洛氏硬度——采用金刚石圆锥体或小淬火钢球作压头，以测量压痕深度所表示的硬度【P51 P60】。 （6）维氏硬度——以两相对面夹角为136。的金刚石四棱锥作压头，采用单位面积所承
大学专业课考试复习资料--材料力学性能试题集(含答案)
大学专业课考试复习资料--材料力学性能试题集（含答案） 判断 1.由内力引起的内力集度称为应力。（×） 2.当应变为一个单位时，弹性模量即等于弹性应力，即弹性模量是产生100%弹性变形所需的应力。（√） 3.工程上弹性模量被称为材料的刚度，表征金属材料对弹性变形的抗力，其值越大，则在相同应力条件下产生的弹性变形就越大。（×） 4.弹性比功表示金属材料吸收弹性变形功的能力。（√） 5.滑移面和滑移方向的组合称为滑移系，滑移系越少金属的塑性越好。（×） 6.高的屈服强度有利于材料冷成型加工和改善焊接性能。（×） 7.固溶强化的效果是溶质原子与位错交互作用及溶质浓度的函数，因而它不受单相固溶合金（或多项合金中的基体相）中溶质量所限制。（×） 8.随着绕过质点的位错数量增加，留下的位错环增多，相当于质点的间距减小，流变应力就增大。（√） 9.层错能低的材料应变硬度程度小。（×） 10.磨损、腐蚀和断裂是机件的三种主要失效形式，其中以腐蚀的危害最大。（×） 11.韧性断裂用肉眼或放大镜观察时断口呈氧化色，颗粒状。（×） 12.脆性断裂的断裂面一般与正应力垂直，断口平齐而光亮，长呈放射状或结晶状。（√） 13.决定材料强度的最基本因素是原子间接合力，原子间结合力越高，则弹性模量、熔点就越小。（×） 14.脆性金属材料在拉伸时产生垂直于载荷轴线的正断，塑性变形量几乎为零。（√） 15.脆性金属材料在压缩时除产生一定的压缩变形外，常沿与轴线呈45°方向产生断裂具有切断特征。（√） 16.弯曲试验主要测定非脆性或低塑性材料的抗弯强度。（×） 17.可根据断口宏观特征，来判断承受扭矩而断裂的机件性能。（√） 18.缺口截面上的应力分布是均匀的。（×） 19.硬度是表征金属材料软硬程度的一种性能。（√） 20.于降低温度不同，提高应变速率将使金属材料的变脆倾向增大。（×） 21.低温脆性是材料屈服强度随温度降低急剧下降的结果。（×）
材料力学性能习题及解答库
第一章习题答案 一、解释下列名词 1、弹性比功：又称为弹性比能、应变比能，表示金属材料吸收弹性变形功的能力。 2、滞弹性：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。 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，称为金属的循环韧性。 4、包申格效应：先加载致少量塑变，卸载，然后在再次加载时，出现σe升高或降低的现象。 5、解理刻面：大致以晶粒大小为单位的解理面称为解理刻面。 6、塑性、脆性和韧性：塑性是指材料在断裂前发生不可逆永久（塑性）变形的能力。韧性：指材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力，或指材料抵抗裂纹扩展的能力 7、解理台阶：高度不同的相互平行的解理平面之间出现的台阶叫解理台阶； 8、河流花样：当一些小的台阶汇聚为在的台阶时，其表现为河流状花样。 9、解理面：晶体在外力作用下严格沿着一定晶体学平面破裂，这些平面称为解理面。 10、穿晶断裂和沿晶断裂：沿晶断裂：裂纹沿晶界扩展，一定是脆断，且较为严重，为最低级。穿晶断裂裂纹穿过晶内，可以是韧性断裂，也可能是脆性断裂。 11、韧脆转变：指金属材料的脆性和韧性是金属材料在不同条件下表现的力学行为或力学状态，在一定条件下，它们是可以互相转化的，这样的转化称为韧脆转变。 二、说明下列力学指标的意义 １、Ｅ（Ｇ）：Ｅ（Ｇ）分别为拉伸杨氏模量和切变模量，统称为弹性模量，表示产生100%弹性变形所需的应力。 ２、σr、σ0.2、σs: σr :表示规定残余伸长应力，试样卸除拉伸力后，其标距部分的残余伸长达到规定的原始标距百分比时的应力。σ0.2：表示规定残余伸长率为0.2%时的应力。σs：表征材料的屈服点。 ３、σb：韧性金属试样在拉断过程中最大试验力所对应的应力称为抗拉强度。 ４、n:应变硬化指数，它反映了金属材料抵抗继续塑性变形的能力，是表征金属材料应变硬化行为的性能指标。 ５、δ、δgt、ψ：δ是断后伸长率，它表征试样拉断后标距的伸长与原始标距的百分比。Δgt是最大试验力的总伸长率，指试样拉伸至最大试验力时标距的总伸长与原始标距的百分比，也就是金属材料拉伸时产生的最大均匀塑性变形量。ψ是断面收缩率，缩颈处横截面积的最大缩减量与原始横截面积的百分比。