(哈工大)材料力学上机程序

H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y

材料力学上机作业

课程名称：材料力学

设计题目：应力状态分析院系：XXXXXXXXX 班级：XXXXX

姓名：XXXXX

学号：XXXXXXXXX

指导教师：XXXXX

哈尔滨工业大学

1.算法：枚举法、迭代法。

2.本程序用Matlab编程，程序如下：

clear all;

g=input('如果求二向应力，输入2，如果求三向应力，输入3 '); while g==3;

clear all

sx=input('sx(Mpa)=');

sy=input('sy(Mpa)=');

sz=input('sz(Mpa)=');

txy=input('txy(Mpa)=');

tyz=input('tyz(Mpa)=');

txz=input('txz(Mpa)=');

i1=sx+sy+sz;

i2=sx*sy-txy*txy+sy*sz-tyz*tyz+sx*sz-txz*txz;

i31=[sx,txy,txz;txy,sy,tyz;txz,tyz,sz];

i3=det(i31);

a=[1,-i1,i2,-i3];

s=roots(a);

s1=max(s);s3=min(s);

for k=1:1:3

if((s(k)~=s1)&&(s(k)~=s3))

s2=s(k);

end

end

g=1;

tmax=(s1-s3)/2;

r13=(s1-s3)/2;

r12=(s1-s2)/2;

r23=(s2-s3)/2;

alpha1=0:pi/100:2*pi;%角度[0,2*pi]

R=r13;%半径

x1=R*cos(alpha1)+s3+r13;

y1=R*sin(alpha1);

plot(x1,y1,'*'),grid, hold on

axis equal

v=axis;

line([v(1),v(2)],[0,0]);

line([0,0],[v(3),v(4)]) ;

alpha2=0:pi/100:2*pi;%角度[0,2*pi]

R=r12;%半径

x2=R*cos(alpha2)+s2+r12;

y2=R*sin(alpha2);

plot(x2,y2,'*'),grid, hold on

alpha3=0:pi/100:2*pi;%角度[0,2*pi]

R=r23;%半径

x3=R*cos(alpha3)+s3+r23;

y3=R*sin(alpha3);

plot(x3,y3,'k-'),grid, hold on

fprintf('主应力1=%8.5fMpa\n',s1);

fprintf('主应力2=%8.5fMpa\n',s2);

fprintf('主应力3=%8.5fMpa\n',s3);

fprintf('最大剪应力=%8.5fMpa\n',tmax);

hold off

end

while g==2;

sx=input('sx(Mpa)=');

sy=input('sy(Mpa)=');

txy=input('txy(Mpa)=');

a=linspace(0,pi,37);

sa=(sx+sy)/2;

sd=(sx-sy)/2;

sigma=sa+sd*cos(2*a)-txy*sin(2*a);

tau=sd*sin(2*a)+txy*cos(2*a);

plot(sigma,tau,sx,txy,'b-');

axis equal;

v=axis;

line([v(1),v(2)],[0,0]);

line([0,0],[v(3),v(4)])

hold,plot(sa,0,'x')

smax=max(sigma),smin=min(sigma),tmax=max(tau);

asigma=((atan((2*txy)/(sx-sy)))/2)/pi*180;

fprintf('主应力最大值=%8.5fMpa\n',smax);

fprintf('主应力最小值=%8.5fMpa\n',smin);

fprintf('切应力最大值=%8.5fMpa\n',tmax);

fprintf('主方向角=%8.5f度和%8.5f度\n',asigma,asigma+90);

h=input('如果不求应力，输入0，如果要再求应力，输入1 ');

while h==1;

a=input('给出斜截面方向角a=(弧度）')

sigma=sa+sd*cos(2*a)-txy*sin(2*a)

tau=sd*sin(2*a)+txy*cos(2*a)

plot(sigma,tau,'or')

h=input('如果不继续求应力，输入0，如果还要求应力，输入1 ');

end,hold off

g=0;

end

3.程序在Matlab中运行时的界面：（以三向应力为例）

应力圆示意图：

材料力学上机大作业(哈工大)

H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y 材料力学上机报告 课程名称：材料力学 设计题目：二向应力状态分析 院系：XXXXXX 班级：XXXXXX 设计者：XXXXXX 学号：XXXXXX 设计时间：2013.06.18 哈尔滨工业大学

二向应力状态分析 一：课题要求 1.输入：任意一点的应力状态：（σx、σy、τxy）；某截面方位角α 2.输出：输入点的主应力（σ1、σ2、σ3），方位角α斜截面上的应力σ α、τα。 及主方向角α 3.画出应力圆示意图。 4.程序运行时为界面显示形式。 二：程序框图 三：所编程序 x=str2double(get(handles.edit1,'string')); y=str2double(get(handles.edit2,'string')); xy=str2double(get(handles.edit3,'string'));

M=str2double(get(handles.edit4,'string')); %将窗口输入值分别赋给x,y,xy,M b=sqrt((x/2-y/2)^2+xy^2);x1=(x+y)/2+b;x3=(x+y)/2-b; x2=0; if x1<0 x2=x1; x1=0; end t=(x1-x3)/2; M=M*pi/180; b1=(x+y)/2+(x-y)*cos(2*M)/2-xy*sin(2*M); b2=(x-y)*sin(2*M)/2+xy*cos(2*M); b3=90*atan((-2*xy)/(x+y))/pi;%计算输出的主切应力大小、方向和截面上的应力并赋值set(handles.edit5,'string',x1); set(handles.edit6,'string',x2); set(handles.edit7,'string',x3); set(handles.edit9,'string',t); set(handles.edit10,'string',b3); set(handles.edit11,'string',b1); set(handles.edit12,'string',b2);%在输出窗口显示主切应力大小、方向和截面上应力 b4=sqrt(b.^2+t.^2); v1=(x+y)/2-b4:0.001:(x+y)/2+b4; b11=sqrt(b4.^2-(v1-(x+y)/2).^2);b12=-sqrt(b4.^2-(v1-(x+y)/2).^2); %绘制应力圆上的点 axes(handles.axes1); %选择应力圆的输出地址 plot(v1,b11,v1,b12);grid on%绘制应力圆 以上程序为在matlab中使用GUI编程时的主代码，界面代码请见m文件。四：运行过程、结果和应力圆 在matlab中打开m文件，按F5使程序运行，显示窗口如下： 左侧为输入窗口，中间为相应的主切应力和斜截面应力的输出窗口，右侧为二向

材料力学习题第12章资料

材料力学习题 第12章 12-1一桅杆起重机，起重杆AB的横截面积如图所示。钢丝绳的横截面面积为10mm2。起重杆与钢丝的许用σ，试校核二者的强度。 力均为MPa [= ] 120 12-2重物F=130kN悬挂在由两根圆杆组成的吊架上。AC是钢杆，直径d1=30mm，许用应力[σ]st=160MPa。BC是铝杆，直径d2= 40mm, 许用应力[σ]al= 60MPa。已知ABC为正三角形，试校核吊架的强度。 12-3图示结构中，钢索BC由一组直径d =2mm的钢丝组成。若钢丝的许用应力[σ]=160MPa,横梁AC单位长度上受均匀分布载荷q =30kN/m作用，试求所需钢丝的根数n。若将AC改用由两根等边角钢形成的组合杆，角钢的许用应力为[σ] =160MPa，试选定所需角钢的型号。 12-4图示结构中AC为钢杆，横截面面积A1=2cm2；BC杆为铜杆，横截面面积A2=3cm2。[σ]st = 160MPa，[σ]cop [F。 = 100MPa，试求许用载荷] 12-5图示结构，杆AB为5号槽钢，许用应力[σ] = 160MPa，杆BC为b h= 2的矩形截面木杆，其截面尺寸为b = 5cm, h = 10cm,许用应力[σ] = 8MPa，承受载荷F = 128kN，试求： （1）校核结构强度；（2）若要求两杆的应力同时达到各自的许用应力，两杆的截面应取多大？ 12-6图示螺栓，拧紧时产生?l = 0.10mm的轴向变形，试求预紧力F，并校核螺栓强度。已知d1=8mm, d2=6.8mm, d3=7mm, l1=6mm, l2=29mm, l3=8mm; E=210GPa, [σ]=500MPa。 12-7图示传动轴的转速为n=500r/min，主动轮1输入功率P1=368kW，从动轮2和3分别输出功率P2=147kW 和P3=221kW。已知[σ]=212MPa，[ ?]=1?/m, G =80GPa。 （1）试按第四强度理论和刚度条件确定AB段的直径d1和BC段的直径d2。

哈工大材料力学性能大作业-铁碳马氏体的强化机制

铁碳马氏体的强化机制 摘要：钢中铁碳马氏体的最主要特性是高强度、高硬度，其硬度随碳含量的增加而升高。马氏体的强化机制是多种强化机制共同作用的结果。主要的强化机制包括：相变强化、固溶强化、时效强化、形变强化和综合强化等。本文介绍了铁碳马氏体及其金相组织和力学特性，着重深入分析马氏体的强化机制。 关键词：铁碳马氏体强化机制 1.马氏体的概念，组织及力学特性 1.1马氏体的概念 马氏体，也有称为麻田散铁，是纯金属或合金从某一固相转变成另一固相时的产物；在转变过程中，原子不扩散，化学成分不改变，但晶格发生变化，同时新旧相间维持一定的位向关系并且具有切变共格的特征。 马氏体最先在淬火钢中发现，是由奥氏体转变成的，是碳在α铁中的过饱和固溶体。以德国冶金学家阿道夫·马登斯（A.Martens）的名字命名；现在马氏体型相变的产物统称为“马氏体”。马氏体的开始和终止温度，分别称为M始点和M终点；钢中的马氏体在显微镜下常呈针状，并伴有未经转变的奥氏体(残留奥氏体)；钢中的马氏体的硬度随碳量增加而增高；高碳钢的马氏体的硬度高而脆，而低碳钢的马氏体具有较高的韧性。 1.3马氏体的力学特性 铁碳马氏体最主要的性质就是高硬度、高强度，其硬度随碳含量的增加而增加。但是当碳含量达到6%时，淬火钢的硬度达到最大值，这是因为碳含量进一步提高，虽然马氏体的硬度会提高但是由于残余奥氏体量的增加，使钢的硬度反而下降。 2.铁碳马氏体的晶体学特性和金相形貌 钢经马氏体转变形成的产物。绝大多数工业用钢中马氏体属于铁碳马氏体，是碳在体心立方结构铁中的过饱和固溶体。 铁碳合金的奥氏体具有很宽的碳含量范围，所形成的马氏体在晶体学特性、亚结构和金相形貌方面差别很大。可以把铁碳马氏体按碳含量分为5个组别(见表)【1】。

哈工大材料力学试卷及答案-16页精选文档

一、填空题：请将正确答案写在划线内（每空1分，计16 分） ⒈ 工程构件正常工作的条件 是 ――――――――――――、、――――――――――――、―――――――――――――。 ⒉ 工程上将延伸律-------πδ的材料称为脆性材料。 ⒊ 矩形截面梁横截面上最大剪应力max τ出现在―――――――――――各点，其值 =τmax -------------。 4．平面弯曲梁的q 、F s 、M 微分关系的表达式分别为--------------、、-------------、、 5．四个常用的古典强度理论的表达式分别为 6．用主应力表示的广义虎克定律为 ――――――――――――――――――――― ； 二、单项选择题 ⒈ 没有明显屈服平台的塑性材料，其破坏应力取材料的――――――――――――。 ⑴ 比例极限p σ； ⑵ 名义屈服极限2.0σ； ⑶ 强度极限b σ； ⑷ 根据需要确定。 ２． 矩形截面的核心形状为----------------------------------------------。 ⑴ 矩形； ⑵ 菱形； ⑶ 正方形； ⑷三角形。 3． 杆件的刚度是指――――――――――――――－。 ⑴ 杆件的软硬程度； ⑵ 杆件的承载能力； ⑶ 杆件对弯曲变形的抵抗能力； ⑷ 杆件对弹性变形的抵抗能力； 4. 图示二向应力单元体，如剪应力改变方向，则―――――――――――――。 ⑴ 主应力的大小和主平面的方位都将改变；

⑵ 主应力的大小和主平面的方位都不会改变； ⑶ 主应力的大小不变，主平面的方位改变； ⑷ 主应力的大小改变，主平面的方位不变。 5、图示拉杆头和拉杆的横截面均为圆形，拉杆头的剪切面积A ＝――――――――――――。 A.Dh π B.dh π C.4/2d π D.4/)(22d D -π 6、当系统的温度升高时,下列结构中的――――――――――不会产生温度应力. A B C D 三、简答题（每小题6分，计12分） １．支承情况不 同的圆截面压杆如图所示，已知各杆的直径和材料均 相同且都为大柔度杆。①若只考虑纸平面内的稳定，问：那个杆的临界力最大？②若在保持截面的面积不变的条件下将各压杆的截面改成正方形， 试问各压杆的稳定性是提高了还是降了？ ２．分别按第三和第四强度理论设计弯扭组合变形杆件的截面,按第三强度论设 计的杆件截面比按第四强度理论设计的截面那个大？为什麽？ 四、（１2分）某形截面的外伸梁如图所示,已知：mm 600=l ,截面对中性轴的惯性矩46mm 1073.5?=z I ,m m 721=y ,m m 382=y 。梁上的荷载 kN 9,kN 2421==F F 。 材料的许用拉应力[]a MP 30=t σ,许用压应力 []a MP 90=c σ，试校核梁的强度。 五、（14分）荷载Ｆ作用在梁AB 及CD 的联接处，试求每根梁在连接处所

哈尔滨工业大学《材料结构与力学性能》考研大纲_哈工大考研论坛

哈尔滨工业大学《材料结构与力学性能》考研大纲 一、考试要求 试卷内容分为两部分：第一部分为材料结构与缺陷；第二部分为材料力学性能。 材料结构与缺陷部分的基本要求是应考者需全面掌握晶体材料结构及其缺陷的基本概念、基本规律、基本原理，要求能灵活运用材料结构与缺陷的基本理论综合分析材料结构与性能的相关性。 材料力学性能的基本要求是：(1)理解并掌握材料弹性变形、塑性变形与断裂等基本力学行为的宏观规律及微观本质，并进一步了解应力状态、试样几何因素以及环境因素对材料力学行为的影响；(2)熟悉材料常用力学性能指标的意义、测试原理、影响因素及其应用范围，具有按照实际工作条件和相关标准、规范等正确选择试验方法和指标进行材料测试、评价及选择材料的能力，并了解改善材料力学性能的基本方法和途径。 二、考试内容 1）材料结构与缺陷部分 a:晶体学基础：原子的结合键、结合能；结合键的特点、与性能的关系；晶体学的基本概念；晶面指数、晶向指数的标定；晶面间距的计算；晶体的对称性。 b:晶体结构：典型纯金属的晶体结构；合金相的晶体结构；离子晶体结构；共价晶体结构；亚稳态结构。 c:晶体缺陷：晶体缺陷的分类、结构、表征、运动特性；空位和间隙原子形成与平衡浓度；位错的基本类型与表征、位错的运动与增殖、位错的弹性性质、实际晶体中的位错；界面、相界、孪晶界；位错及位错与其他晶体缺陷的交互作用。 d:相图：相图的基本规律、分析方法与应用；分析各种类型的二元相图及其晶体的结晶过程和组织；三元相图的基本知识。 2）材料力学性能部分 a:材料基本力学性能试验：(1)掌握静载拉伸试验方法与拉伸性能指标的含义及测定，熟悉典型材料拉伸变形断裂行为与应力－应变曲线；(2)熟悉压缩、弯曲、扭转试验原理、特点及应用，了解应力状态对材料力学行为的影响；(3)掌握布氏、洛氏、维氏硬度试验原理、特点及应用范围。 b:材料变形行为与变形抗力：(1)掌握弹性变形行为及其物理本质，熟悉材料的弹性常数及其工程意义；(2)熟悉材料塑性变形行为及其微观机制，了解材料物理屈服现象；(3)了解材料的理论与实际屈服强度、微观与宏观屈服应力及宏观屈服判据；(4)了解材料强化的基本途径与常用方法。 c:材料断裂行为：(1)了解材料常见断裂形式及其分类方法；(2)熟悉金属延性断裂行为及微观机制；(3)熟悉解理和沿晶断裂行为及微观机制；(4)了解断裂的宏观强度理论。 d:材料的脆性及脆化因素：(1)了解材料脆性的本质及表现，熟悉微观脆性与宏观脆性的联系与区别；(2)熟悉缺口顶端的应力和应变特征，了解缺口试样拉伸行为及缺口敏感性；(3)了解冲击载荷特征与冲击变形断裂特点，掌握缺口试样冲击试验与冲击韧性的意义及应用； (4)了解材料低温脆性的本质及其评定方法。 e:材料裂纹体的断裂及其抗力：(1)了解材料的理论断裂强度，掌握Griffith强度理论及应用；(2)掌握线弹性断裂力学的基本概念与基本原理，了解裂纹尖端塑性区及其修正；(3)了解裂纹体的断裂过程与断裂韧性的测定及其影响因素。 f:材料的疲劳：(1)熟悉高周、低周疲劳行为,s-N与-N疲劳曲线及其经验规律，掌握疲劳抗力的意义及表征；(2)了解疲劳断裂过程、特征及微观机制；(3)掌握疲劳裂纹扩展的断

工程力学 第12章 强度理论 习题及解析

工程力学（工程静力学与材料力学）习题与解答 第12章 强度理论 12－1 对于建立材料在一般应力状态下的失效判据与设计准则，试选择如下合适的论述。 （A ）逐一进行试验，确定极限应力； （B ）无需进行试验，只需关于失效原因的假说； （C ）需要进行某些试验，无需关于失效原因的假说； （D ）假设失效的共同原因，根据简单试验结果。 知识点：建立强度理论的主要思路 难度：一般 解答： 正确答案是 D 。 12－2 对于图示的应力状态（y x σσ>）若为脆性材料，试分析失效可能发生在： （A ）平行于x 轴的平面； （B ）平行于z 轴的平面； （C ）平行于Oyz 坐标面的平面； （D ）平行于Oxy 坐标面的平面。 知识点：脆性材料、脆性断裂、断裂原因 难度：难 解答： 正确答案是 C 。 12－3 对于图示的应力状态，若x y σσ=，且为韧性材料，试根据最大切应力准则，失效可能发生在： （A ）平行于y 轴、其法线与x 轴的夹角为45°的平面，或平行于x 轴、其法线与y 轴的夹角为45°的平面内； （B ）仅为平行于y 轴、法线与z 轴的夹角为45°的平面； （C ）仅为平行于z 轴、其法线与x 轴的夹角为45°的平面； （D ）仅为平行于x 轴、其法线与y 轴的夹角为45°的平面。 知识点：韧性材料、塑性屈服、屈服原因 难度：难 解答： 正确答案是 A 。 12－4 铸铁处于图示应力状态下，试分析最容易失效的是： （A ）仅图c ； （B ）图a 和图b ； （C ）图a 、b 和图c ； （D ）图a 、b 、c 和图d 。 知识点：脆性材料、脆性断裂、断裂准则 难度：一般 解答： 正确答案是 C 。 12－5低碳钢处于图示应力状态下，若根据最大切应力准则， 试分析最容易失效的是： （A ）仅图d ； （B ）仅图c ； （C ）图c 和图d ； （D ）图a 、b 和图d 。 知识点：韧性材料、塑性屈服、屈服准则 难度：一般 习题12-2、12-3图 习题12-4、12-5图

2015哈工大材料力学试题

哈尔滨工业大学 2015 学年 春 季学期 材料力学期末 试 题

解：挠曲线近似微分方程 )(x M v EI ='' （a ） 3)()(kx x q x M -=='' 积分两次 A x k x M +-='4)(4 B Ax x k x M ++-=20 )(5 由边界条件 00 ==x M ， 0==l x M 求出 0=B , 20 4 l k A = )(20 )(4 5x l x k x M --= (b) （10分） 式（a ）代入式(b) )(20 4 5x l x k v EI -- ='' 积分两次 C x l x k v EI +-- =')2 6(202 46 D Cx x l x k EIv ++-- =)6 42(203 47 （c ） 由边界条件 00==x v ， 0==l x v 得出 0=D , 140 6 kl C -= 代入（c ）式 )67(8406347x l x l x EI k v +-- = （8分） EI kl A 1406 -=θ （2分）

1 （2分） (a) （2分） ]1 1 2 1 2 1 [ 1 ] 2 3 2 2 2 1 [ 4 ? ? + ? ? + ? ? ? ? =l l EA l l l EI EA l 12 55 =（4分） ] 2 2 2 1 [ 1 1 Fl l l EI F ? ? ? - = EA Fl 5 - =（3分） ，得F F X09 .1 11 12 1 = =(拉) （3分） 画出弯矩图、轴力图如下： （4分） （2分）

解：一次静不定问题 杆1、杆2均为二力杆 杆1受拉，强度问题； 杆2受压，稳定问题 由于是静不定结构，1、2均失效结构才失效 杆1失效时的极限轴力 9210202010230661=????==-A F s s σ KN （5分） 计算杆2的临界轴力 1574 3610213 =??==i l μλ 3.9910 2001020014.36 9 =???==p p E σπλ p λλ>，大柔度杆，用欧拉公式 4.811036414 .3157 1020014.3622 92222=?????==-A E F cr λπ KN （10分） 由AB 杆的平衡 0=∑A M 032sin 145sin =?-?+?F F F s cr αo 6.46)22 1122(3122=?+?+?=s cr F F F KN （5分）

哈工大机械工程材料成形及技术基础习题及部分答案

习题一 一、简答题 1. 机械零件在工作条件下可能承受哪些负荷？这些负荷对零件产生什么作用？ （1）力学负荷——零件受到的各种外力加载，在力学负荷作用条件下，零件将产生变形（如弹性变形、塑性变形等），甚至出现断裂。 （2）热负荷——在热负荷作用下，温度变化使零件产生尺寸和体积的改变，并产生热应力，同时随温度的升高，零件的承载能力下降。 2. 整机性能、机械零件的性能和制造该零件所用材料的力学性能间是什么关系？ 机器是零件(或部件)间有确定的相对运动、用来转换或利用机械能的机械。机器一般是由零件、部件(为若干零件的组合，具备一定功能)组成一个整体，因此一部机器的整机性能除与机器构造、加工与制造等因素有关外，主要取决于零部件的结构与性能，尤其是关键件的材料性能。 零件的性能由许多因素确定，其中材料因素(如材料的成分、组织与性能等)、加工工艺因素(各加工工艺过程中对零件性能的所产生的影响)和结构因素(如零件的形状、尺寸、与连接件的关系等)起主要作用。此外,使用因素也起较大作用。在结构因素和加工工艺因素正确合理的条件下，大多数零件的功用、寿命、体积和重量主要由材料因素所决定。 材料的性能是指材料的使用性能和工艺性能。材料的使用性能是指材料在使用过程中所具有的功用，包括力学性能和理化性能。 3. σs、σb、σ0.2的含义是什么？什么叫比强度？什么叫比刚度？ σs屈服强度（屈服时承受的最小应力） σb拉伸强度（静拉伸条件下的最大承载能力） 屈服强度σ0.2：有的金属材料的屈服点极不明显，在测量上有困难，规定产生永久残余塑性变形等于一定值（一般为原长度的0.2%）时的应力。 比强度：强度与其表观密度的比值。 比刚度：弹性模量与其密度的比值 4.什么叫材料的冲击韧度？冲击韧度有何工程应用？其与断裂韧度有何异同点？ （1）脆性材料：冲击韧度值低；韧性材料：冲击韧度值高。 （2）冲击韧度随试验温度的降低而降低。基于材料的低温脆性，对于压力容器及寒冷地区的桥梁船舶、车辆等用材，必须做低温冲击试验。 （3）断裂韧度：材料抵抗裂纹失稳扩展而断裂的能力。 二、复习范围 1.什么是材料的力学性能，主要的力学性能 材料在外力或能量以及环境因素(温度、介质等)作用下表现出的各种性能称为力学性能。 弹性、强度、塑性、硬度、断裂韧度、冲击韧度、疲劳特性、高温力学性能。

哈工大材料力学试卷及答案资料

一、填空题：请将正确答案写在划线内（每空1分，计16分）⒈ 工程构件正常工作的条件是 ――――――――――――、、――――――――――――、―――――――――――――。 ⒉ 工程上将延伸律------- δ的材料称为脆性材料。 ⒊ 矩形截面梁横截面上最大剪应力max τ出现在―――――――――――各点，其值=τmax -------------。 4．平面弯曲梁的q 、F s 、M 微分关系的表达式分别为--------------、、-------------、、 ----------------。 5．四个常用的古典强度理论的表达式分别为 ―――――――――――――――――、―――――――――――――――――――――、 ――――――――――――――、 ―――――――――――――――――――――――――――――――――。 6．用主应力表示的广义虎克定律为 ――――――――――――――――――――― ； ――――――――――――――――――――――；－―――――――――――――――――――――――。 二、单项选择题 ⒈ 没有明显屈服平台的塑性材料，其破坏应力取材料的――――――――――――。 ⑴ 比例极限p σ； ⑵ 名义屈服极限2.0σ； ⑶ 强度极限b σ； ⑷ 根据需要确定。 ２． 矩形截面的核心形状为----------------------------------------------。 ⑴ 矩形； ⑵ 菱形； ⑶ 正方形； ⑷三角形。 3． 杆件的刚度是指――――――――――――――－。 ⑴ 杆件的软硬程度； ⑵ 杆件的承载能力； ⑶ 杆件对弯曲变形的抵抗能力； ⑷ 杆件对弹性变形的抵抗能力； 4. 图示二向应力单元体，如剪应力改变方向，则―――――――――――――。 ⑴ 主应力的大小和主平面的方位都将改变； ⑵ 主应力的大小和主平面的方位都不会改变； ⑶ 主应力的大小不变，主平面的方位改变； ⑷ 主应力的大小改变，主平面的方位不变。 5、图示拉杆头和拉杆的横截面均为圆形，拉杆头的剪切面积A ＝――――――――――――。 A.Dh π B.dh π C.4/2 d π D.4/)(2 2 d D -π 6、当系统的温度升高时,下列结构中的――――――――――不会产生温度应力. A B

哈工大金属学与热处理1999-2012年考研初试真题及2013复习大纲

1999年哈尔滨工业大学金属学与热处理学科入学考试题 1：在立方晶系中，画出通过（0,0,0），（0,1,0），（1/2,1,1）三点的［120］晶向。（15分） 2：试阐述纯金属和固溶体合金结晶条件及长大方式的异同点。（15分） 3：根据Fe-Fe3C相图，指出铁碳合金中的渗碳体由哪五种？说明它们的形成条件（成分，温度）与形态特点，并计算它们在铁碳合金中的最大含量（％）（20分） 4：根据组元间互不溶解的三元共晶相图的投影图，说明O成分的合金平衡结晶过程，并计算出室温下该合金的相组织组成物的相对含量。（10分）[由于自己不会画图，所以没有图提供给大家] 5：试阐述强化金属的各种基本方法及机制。（15分） 6：试述共析钢淬火后在回火过程中的组织转变过程，写出三种典型的回火组织。（15分） 7：含碳量为1.2％的碳钢其原始组织为片状珠光体加网状渗碳体，为了获得回火马氏体加粒状渗碳体组织，应采用哪些热处理工艺？写出工艺名称和工艺参数（加热问题，冷却方式）。注：该合金的Ac1=730℃,Accm=820℃。 2000年哈尔滨工业大学金属学与热处理学科入学考试题 1：已经纯钢的［110］(111)滑移系的临界分切应力δc为1MPa，回答下列问题： ①要是(111)面上的错位沿［101］方向发生滑移，至少需要在［001］方向上施加多大的应力？ ②说明此时(111)面上的位错能否沿［110］方向滑移。（计算结果保留两位有效数字） 3：什么是伪共晶，离异共晶？说明它们的形成条件，组织形态以及对材料力学性能的影响。 4：图2试为组元在固态下完全不溶的三元共晶合金相图的投影图，作Ab的变温截面图，并分析O点成分合金的平衡结晶过程，写出室温下的组织。 5：试阐述晶粒度对钢的力学性能的影响，用位错观点解释晶粒度对屈服强度的影响规律，简述所学过的细化晶粒的工艺方法。 6：什么是魏氏组织？简述魏氏组织的形成条件，对钢力学性能的影响规律及其消除方法。 7：用T10A（含碳量1.0%,Ac1=730℃, Accm=800℃）钢制造冷冲头模的冲头，试制订最终热处理工艺（包括名称和具体参数），并说明热处理各阶段获得何种组织以及热处理后的工件的力学性能特点。 2002年哈尔滨工业大学金属学与热处理学科入学考试题 一、(10分)已知铜单晶的{111}<110>滑移系得临界分切应力为1Mpa。直径为1mm的铜单晶丝受轴向拉伸,加载方向平行于单晶的[001]方向,若使铜单晶丝不产生明显的塑性变形,求此单晶丝能承受的最大轴向载荷是多少?(计算结果保留3位有效数字) 二、(15分)根据组元间固态下互不溶解的三元共晶相图的投影图(如右图所示),说明O点成分合金平衡结晶过程,画出冷却曲线示意图,并写出室温下该合金的组织组成物相对含量的表达式。 三、(15分)求珠光体组织中铁素体相的相对含量是多少?若某铁碳合金组织中除有珠光体外,还有15%的二次渗碳体,试求该合金的含碳量是多少? 四、(15分)试叙述贝氏体的转变特点,并比较与珠光体和马氏体转变的异同点。 五、(15分)什么是异分结晶?说明如何利用区域熔炼方法提纯金属。提纯效果与什么因素有关? 六、(15分)某厂对高锰钢制造的碎矿机颚板经1100℃加热后,用崭新的优质冷拔态钢丝绳吊挂,由起重吊车运往淬火水槽,行至途中钢丝绳突然发生断裂,试分析钢丝绳发生断裂的主要原因。 七、(15分)用T10A钢(Wc=1.0%,Ac1=730℃,Accm=800℃)制造冷冲模的冲头,试制订预备热处理工艺(包括工艺名称和具体参数),并说明预备热处理的目的以及加热转变完成和冷至室温后获得何种组织。 2003年哈尔滨工业大学金属学与热处理学科入学考试题 一、（20分）已知面心立方晶格的晶格常数为a，分别计算（100）、（110）和（111）晶面的晶面间距；并求出[100]、[110]和[111]晶向上的原子排列密度（某晶向上的原子排列密度是指该晶向上单位长度排列原子的个数）；写出面心立方结构的滑移面和滑移方向，并说明原因。（计算结果保留两位有效数字） 二、（20分）右图为组元在固态下完全不溶的三元共晶合金相图的投影图： 1.作m n变温截面图，分析O1点成分合金的平衡结晶过程。 2.写出O1点成分合金室温下的相组成物，给出各相的相对含量的表达式。 3.写出O1点成分合金室温下的组织组成物，给出各组织组成物的相对含量的表达式 三、（25分）试述冷变形金属在加热时，其组织和性能发生的变化。 四、（20分）什么是离异共晶？举例说明离异共晶产生的原因及对合金性能的影响。 五、（20分）求莱氏体中共晶渗碳体的相对含量是多少？若某铁碳合金平衡组织中含有10%的一次渗碳体，试求该合金的含碳量是多少？（计算结果保留两位有效数字） 六、（20分）叙述板条马氏体和下贝氏体的组织形态，并说明板条马氏体和下贝氏体具有良好强韧性的原因。

哈工大材料力学上机实验资料报告材料

材料力学I上机实验 设计报告 院系：机电学院 班级： 1308*** 姓名： *** 学号： 11308***** 指导教师：桂莲

时间： 2015年6月

一、问题描述 1、应力状态分析 对于空间或者是平面应力状态的相关计算，如果采用人工计算的方式比较繁琐而且容易出错，对于这种简单的重复计算，编制相应的程序则可以大大提高计算准确度和人工计算强度。 对于平面应力状态，输入量应为（,,x y xy σστ），以及某截面的方位角α，其输出数据应为该单元体所受主应力（123,,σσσ），所受最大剪应力（13 max 132 σσττ-== ），以及方位角为α的斜截面上的应力（,ααστ）以及主方向 角σα，同时还要画出其应力圆示意图，以直观的显示其应力状态。 对于空间应力状态，输入量则应该为各应力（,,,,,x y z xy yz xz σσστττ），其输出数据应该为该单元体所受主应力（123,,σσσ），所受最大剪应力（13 max 132 σσττ-==），同时还要画出其应力圆示意图，以直观的显示其应力状 态。 这样，应力状态分析的基本任务就可以完成。 2、常用截面图形几何性质的分析 在生活中，有各种各样的几何形状，但是对于工程实际中经常用到的构件，其截面的几何形状则非常有限。对于不同的截面，其形心位置、对于形心轴的惯性矩也就有所不同，这样在进行如弯曲、扭转等的应力分析时就会到来不便，因此编制相应的程序来计算相关截面的几何性质也就具有了实际应用价值和可行性。 在这部分程序中，截面几何形状分为三角形、矩形、椭圆形、梯形、圆形、扇形等多种形式，对于不同的截面形状，输入量也就不同。例如，对于扇形应输入直径和圆心角（,d α）；对于梯形则应输入上底、下底和高（,,a b h ）；对于椭圆形，则要输入长轴长和短轴长（,a b ）等等，在此不一一列举，具体输入数据请参看程序运行。不过对于不同的截面，其输出的量都是相同的，即截面形心的

哈工大材料力学试卷及答案

一、填空题：请将正确答案写在划线内（每空1分，计16分） ⒈ 工程构件正常工作的条件是 ――――――――――――、 、――――――――――――、―――――――――――――。 ⒉ 工程上将延伸律------- δ的材料称为脆性材料。 ⒊ 矩形截面梁横截面上最大剪应力max τ出现在―――――――――――各点，其值=τmax -------------。 4．平面弯曲梁的q 、F s 、M 微分关系的表达式分别为--------------、、-------------、、 ---------------- 。 5．四个常用的古典强度理论的表达式分别为 ――――――――――――――――― 、―――――――――――――――――――――、 ―――――――――――――― 、 ――――――――――――――――――――――――――――――――― 。 6．用主应力表示的广义虎克定律为 ――――――――――――――――――――― ； ―――――――――――――――――――――― ；－―――――――――――――――――――――――。 二、单项选择题 ⒈ 没有明显屈服平台的塑性材料，其破坏应力取材料的――――――――――――。 ⑴ 比例极限p σ； ⑵ 名义屈服极限2.0σ； ⑶ 强度极限b σ； ⑷ 根据需要确定。 ２． 矩形截面的核心形状为----------------------------------------------。 ⑴ 矩形； ⑵ 菱形； ⑶ 正方形； ⑷三角形。 3． 杆件的刚度是指――――――――――――――－。 ⑴ 杆件的软硬程度； ⑵ 杆件的承载能力； ⑶ 杆件对弯曲变形的抵抗能力； ⑷ 杆件对弹性变形的抵抗能力； 4. 图示二向应力单元体，如剪应力改变方向，则―――――――――――――。 ⑴ 主应力的大小和主平面的方位都将改变； ⑵ 主应力的大小和主平面的方位都不会改变； ⑶ 主应力的大小不变，主平面的方位改变；

材料力学(金忠谋)第六版答案第12章

第十一章 变形能法 11-1求图示两等直杆的变形能。已知两杆的抗拉刚度EA 相同。 解： （a ）EA dx N dU 22 = l P q = 2 EI D A l l l A l l

??= = = = =l l EA l P dx EAl x P dU U x t P qx N 02 2 2 20 62 (b) EA l P dx EA l x P U l x P N l 6721) 1(2 2 2 = ? ?? ? ? += + =? 11-2两根圆截面直杆的材料相同，尺寸如图所示，其中一根为等截面杆，另一根为变截面杆，试比较两根杆的变形能。（各杆自重不计） 解：杆（a ） 2 2 2 2 24 2Ed l P d E l P U a ππ=? = 杆（b ） 2 2 2 2 2 2 874 24 ) 2(4 28 3Ed l P d E l P d E l P U b ππ π = ? ?+? ? = 故 7 16= b a U U 11-3图示桁架各杆材料相同，截面面积相等，试求在P 力作用下，桁架的变形能。 解：

支反力 2 P R R P R B Ay Ax = == 各杆的轴力和变形能如表所示 EA l P EA l P Ui U i 2 2 5 1 957 .04 122=+= = ∑= 11-4 试计算图示各杆的变形能。 (a) 轴材料的剪切弹性模量为G ，1223d d = ； (b) 梁的抗弯刚度EI ，略去剪切变形的影响。 解： （a ）m M m M n n ==2 1 1 42 1P GJ l m U = 2 42 2P GJ l m U = 4 132 1 d J P π = 4 14 232 06.532 2 d d J P ππ == 4 1 2 216.9d G l m U U U π= += (b) 支反力 l M R R B A = = 111x l M x R M A -=-= （3 01l x ≤ ≤） 222 x l M x R M B = = （3 202l x ≤ ≤）

材料力学试题及答案哈尔滨工业大学

哈尔滨工业大学 学年第二学期材料力学试题(A 卷) 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 2 B 、A 1 〉A 2 C 、A 1=A 2 D 、A 1、A 2为任意 2、建立圆周的扭转应力公式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 τρρ dA （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 ρ2dA A 、（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 C 、3σ D 、4σ 4、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P 1/P 2= （ ） A 、2 B 、4 题一、3图 工程技术学院 _______________专业 班级 姓名____________ 学号 ---------------------------------------------------密 封 线 内 不 准 答 题------------------------------------------------------------- 题一、4题一、1图

哈工大版复合材料复习资料

复合材料:由两种或两种以上，物理化学性质不同的物质组合而成的多相固体材料。组成：增强相--纤维、晶须、颗粒（不连续相）。基体相--金属、陶瓷、聚合物（连续相）。 共同特点：1.综合发挥各种组成材料的优点，使得一种材料具有多种性能，具有天然材料所没有的性能。2.可按对材料性能的需要进行材料的设计和制造。（性能的可设计性）3.可制成形状复杂的产品，避免多次加工工序。性能取决于基体相、增强相种类及数量，其次是它们的结合界面、成型工艺等。聚合物基复合材料主要性能：1）比强度、比模量大2）耐疲劳性能好3）减震性好4）过载时安全性好5）具有多种功能性：耐烧蚀性好、有良好的摩擦性能、高度的电绝缘性能、优良的耐腐蚀性能、特殊的光学电学磁学特性。金属基复合材料主要性能：1）高比强度、比模量2）导热、导电性能、3）热膨胀系数小、尺寸稳定性好4）良好的高温性能5）耐磨性好6）良好的耐疲劳性能和断裂韧性7）不吸潮、不老化、气密性好。陶瓷材料强度高、硬度大、耐高温、抗氧化，高温下抗磨损性好、耐化学腐蚀性优良，热膨胀系数和比重较小，这些优异的性能是一般常用金属材料、高分子材料及其复合材料所不具备的。但陶瓷材料抗弯强度不高，断裂韧性低，限制了其作为结构材料使用。当用高强度、高模量的纤维或晶须增强后，其高温强度和韧性可大幅度提高。 ⑴硬度陶瓷基>金属基>树脂基⑵耐热性树脂基:60～250℃金属基:400～600℃陶瓷基:1000～1500℃⑶耐自然老化陶瓷基>金属基>树脂基⑷导热导电性金属基>陶瓷基>树脂基⑸耐蚀性陶瓷基和树脂基>金属基⑹工艺性及生产成本陶瓷基>金属基>树脂基三个结构层次：一次结构，由基体和增强材料复合而成的单层材料，其力学性能决定于组分的力学性能、相几何和界面区的性能；二次结构，由单层材料层合而成的层合体，其力学性能取决于单层材料的力学性能和铺层几何；三次结构，通常所说的工程结构或产品结构，其力学性能决定于层合体的力学性能和结构几何。 设计的三个层次：单层材料设计，包括正确选择原料的种类和配比，决定单层板的性能；铺层设计，对铺层方案作出合理的安排，决定层合板的性能；结构设计，最终确定产品结构的形状、尺寸、连接方法等。 在航天、航空技术,高比强度、比模量、尺寸稳定性Al、Mg及其合金；高性能发动机则要求复合材料不仅有高比强度.比模量性能外，还要求复合材料具有优良的耐高温性能，能在高温氧化性气氛中正常工作。Ti、Ni 及其合金； 在汽车发动机中要求共零件耐热、耐磨、导热、一定的高温强度等，同时又要求成本低廉，适合于批量生产Al合金 工业集成电路需要高导热、低膨胀的金属基复合材料作为热元件和基板:Ag、Cu、Al 金属基复合材料的组成特点：与连续纤维复合：纤维承载，宜选纯金属。与非连续纤维复合：基体承载，宜选合金。 结构型复合材料的基体：1）用于450°以下的轻金属基体用铝镁合金基体。连续纤维增强金属基复合材料用纯铝或含合金元素少的单相铝合金，颗粒、晶须增强金属基复合材料用高强的铝合金。2）用于450到700度的复合材料金属基体：钛合金3）用于1000度以上的高温复合材料的金属基体：镍基、铁基耐热合金和金属间化合物，提高高温持久性能和高温蠕变性能

材料力学 第12章 习题_508507303

z 习题12－2和12－3图 材料力学第12章作业 1． 对于图示的应力状态（σx ＞σy ），若为脆性材料，关于失效可能发生的平面有以下几种结论，请分析哪一种是正确的： （A ）平行于x 轴的平面； （B ）平行于z 轴的平面； （C ）平行于Oyz 坐标面的平面； （D ）平行于Oxy 坐标面的平面。 2． 对于图示的应力状态，若σx ＝σy ，且为韧性材料，试根据最大剪应力准则，请分析：失效可能发生在下列情形中的哪一种： （A ）平行于y 轴、其法线与x 轴的夹角为45?的平面，或平行于x 轴、其法线与y 轴的夹角为45?的平面内； （B ）仅为平行于y 轴、法线与z 轴的夹角为45?的平面； （C ）仅为平行于z 轴、其法线与x 轴的夹角为45?的平面； （D ）仅为平行于x 轴、其法线与y 轴的夹角为45?的平面。 3． 承受内压的两端封闭的圆柱形薄壁容器，由脆性材料制成。试分析因压力过大表面出现裂纹时，裂纹的可能方向是下列情形种的哪一种： （A ）沿圆柱纵向； （B ）沿与圆柱纵向成45?角的方向； （C ）沿圆柱环向； （D ）沿与圆柱纵向成30?角的方向。 12－4 构件中危险点的应力状态如图所示。试选择合适的强度理论，对以下两种情形作

强度校核： 1．构件为钢制 x σ= 45MPa ，y σ= 135MPa ，z σ= 0，xy τ= 0，许用应力][σ= 160MPa 。 2．构件材料为灰铸铁 x σ= 20MPa ，y σ = -25MPa ，z σ= 30MPa ，xy τ= 0，][σ= 30MPa 。 5． 对于图示平面应力状态，各应力分量的可能组合有以下几种情形，试按第三强度理论和第四强度理论分别计算此几种情形下的计算应力。（只作a 、c ） a ．x σ= 40MPa ，y σ= 40 MPa ，xy τ= 60 MPa ； b ．x σ= 60MPa ，80-=y σMPa ，40-=xy τMPa ； c ．40-=x σMPa ，y σ= 50 MPa ，xy τ= 0； d ．x σ= 0，y σ= 0，xy τ= 45 MPa 。 6． 铝合金制的零件上危险点的平面应力状态如图所示。已知材料的屈服应力σs ＝250 MPa 。试按下列准则，分别确定其安全因数： 1．最大剪应力准则； 2．畸变能密度准则。 7． 铝合金制成的零件上某一点处的平面应力状态如图所示，其屈服应力σs ＝280 MPa 。试按最大切应力准则确定： y σxy τx σ 习题12－5图 x 习题12－4图 90 MPa 120 MPa 36 MPa 习题6图

哈尔滨工业大学815基础力学2020年考研专业课初试大纲

硕士研究生入学考试大纲 考试科目名称：基础力学考试科目代码：[815] 一、考试要求： 闭卷、笔试，需携带计算器。 二、考试内容： （1）理论力学 静力学：静力学公理和物体的受力分析，平面汇交力系的合成与平衡，平面力对点之矩，平面任意力系的简化、平衡方程、平面物体系的平衡；空间汇 交力系、空间力对点及轴的矩、空间力偶、空间任意力系的简化、平衡方程， 重心；滑动摩擦、摩擦角和自锁、考虑摩擦的平衡问题。 运动学：点的运动学中的矢量法、直角坐标法、自然法，刚体的平行移动、定轴转动、转动刚体内各点的速度和加速度，以矢量表示的角加速度，以矢积 表示点的速度和加速度；相对运动、牵连运动、绝对运动、点的速度合成定理、点的加速度合成定理。刚体平面运动中求各点速度的基点法、瞬心法，求加速 度的基点法，运动学的综合应用。 动力学：质点动力学基本方程及运动微分方程、动量定理、质心运动定理；质点系的动量矩定理、刚体绕定轴的转动微分方程、刚体对轴的转动惯量、质 点系相对于质心的动量矩定理、刚体平面运动的微分方程；力的功、质点系的 动能、动能定理、功率、功率方程、机械效率、势力场、势能、机械能守恒定律、普遍定理的综合应用；惯性力、质点和质点系的达朗贝尔原理、刚体惯性 力系的简化、绕定轴转动刚体的轴承动约束力；虚位移、虚功、虚位移原理； 动力学普遍方程；第二类拉格朗日方程。 （2）材料力学 1）截面法求内力：包括内力分析方法、内力方程、内力图； 2）应力、应变状态分析（重点在平面应力状态、平面应变状态，三向应力状态作一般掌握）：包括解析法、应力（应变）莫尔圆、应力与应变之 间的关系（胡克定律）； 3）杆件在拉（压）、剪、扭、弯变形时的应力与变形计算以及组合变形时的应力计算：包括基本变形杆件横截面上应力计算及变形计算公式、组 合变形杆件横截面上应力分析计算 4）杆件在拉（压）、剪、扭、弯以及组合变形时的强度与刚度计算：包括