材料力学简答题.docx

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材料力学简答题

1、（中）材料的三个弹性常数是什么？

它们有何关系？

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材料的三个弹性常数是弹性模量E，剪切弹性模量G和泊松比μ，它们的关系是G=E/2（1+μ）。

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2、何谓挠度、转角？

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挠度：

横截面形心在垂直于梁轴线方向上的线位移。

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转角：

横截面绕其中性轴旋转的角位移。

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3、强度理论分哪两类？

最大应切力理论属于哪一类强度理论？

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Ⅰ.研究脆性断裂力学因素的第一类强度理论，其中包括最大拉应力理论和最大伸长线应变理论；Ⅱ.?

研究塑性屈服力学因素的第二类强度理论，其中包括最大切应力理论和形状改变能密度理论。

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4、何谓变形固体？

在材料力学中对变形固体有哪些基本假设？

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在外力作用下，会产生变形的固体材料称为变形固体。

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变形固体有多种多样，其组成和性质是复杂的。

对于用变形固体材料做成的构件进行强度、刚度和稳定性计算时，为了使问题得到简化，常略去一些次要的性质，而保留其主要性质。

根据其主要的性质对变形固体材料作出下列假设。

1.均匀连续假设。

2.各向同性假设。

3.小变形假设。

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5、为了保证机器或结构物正常地工作，每个构件都有哪些性能要求？

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强度要求、刚度要求和稳定性要求。

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6、用叠加法求梁的位移，应具备什么条件？

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用叠加法计算梁的位移，其限制条件是，梁在荷载作用下产生的变形是微小的，且材料在线弹性范围内工作。

具备了这两个条件后，梁的位移与荷载成线性关系，因此梁上每个荷载引起的位移将不受其他荷载的影响。

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7、列举静定梁的基本形式？

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简支梁、外伸梁、悬臂梁。

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8、列举减小压杆柔度的措施？

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（1）加强杆端约束

（2）减小压杆长度，如在中间增设支座（3）选择合理的截面形状，在截面面积一定时，尽可能使用那些惯性矩大的截面。

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9、欧拉公式的适用范围？

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只适用于压杆处于弹性变形范围，且压杆的柔度应满足：

λ≥λ1=?

10、列举图示情况下挤压破坏的结果？

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一种是钢板的圆孔局部发生塑性变形，圆孔被拉长；另一种是铆钉产生局部变形，铆钉的侧面被压扁。

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11、简述疲劳破坏的特征？

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（1）构件的最大应力在远小于静应力的强度极限时，就可能发生破坏；

（2）即使是塑性材料，在没有显着的塑性变形下就可能发生突变的断裂破坏；（3）断口明显地呈现两具区域：

光滑区和粗糙区。

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12、杆件轴向拉伸（压缩）时的强度条件可以解决哪几面的问题？

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（1）强度校核。

已知杆件的尺寸、承受的载荷以及材料的许用应力，验证强度条件不等式是否成立。

（2）截面设计。

已知杆件承受的载荷以及材料的许用应力，确定杆件的横截面尺寸，再由横截面积进而计算出相关的尺寸。

（3）确定许可载荷。

已知杆件的尺寸及材料的许用应力，确定结构或机器的最大载荷，得到最大轴力后，再由平衡条件确定机器或结构的许可载荷。

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13、在推导纯弯曲正应力公式时，作了哪些基本假设？

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平面假设：

梁弯曲变形后，其横截面仍然保持为一平面，并仍与变形后梁的轴线垂直，只是转了一个角度。

这个假设称为平面假设。

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14、正应力的“正”指的是正负的意思，所以正应力恒大于零，这种说法对吗？

为什么？

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这种说法不对。

正应力的“正”指的是正交的意思，即垂直于截面。

其本身有正负规定：

拉为正，压为负。

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15、简述梁弯曲时，横截面上的内力剪力和弯矩的正负符号的规定？

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（1）剪力如对梁段内任意点有产生顺时针转向趋势为正，反之为负。

（2）弯矩如使梁段弯曲变形的下凸者为正，反之为负。

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16、试述影响构件疲劳极限的因素？

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因素：

（1）构件的外形的影响

（2）构件尺寸的影响（3）表面质量的影响（4）表面强度的影响。

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17、何谓弹性变形和塑性变形？

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弹性变形——载荷撤除后，可完全恢复的变形?

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塑性变形——载荷撤除后，不可恢复的变形?

18、试简述提高梁高弯曲强度的主要措施。

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（1）选用合理的截面

（2）采用变截面梁（3）适当布置载荷和支座位置?

19、内力和应力有何区别？

有何联系？

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（1）两者概念不同：

内力是杆件收到外力后，杆件相连两部分之间的相互作用力：

应力是受力杆件截面上某一点处的内力分布集度，提及时必须明确指出指出杆件、截面和点的位置?

（2）两者单位不同：

内力——KN、KN·m，同力或力偶的单位;应力——N/m2或N/mm2,Pa（帕）或MPa（兆帕）（3）两者的关系：

整个截面上各点处的应力总和等于该截面上的内力。

在弹性范围内，应力与内力成正比。

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20、为什么不用危险应力作为许用应力？

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不允许超过的应力值统称为极限应力，也叫危险应力。

为了保证构件能安全地工作，还须将其工作应力限制在比极限应力（危险应力）更低的范围内，也就是将材料的破坏应力（危险应力）打一个折扣，即除以一个大于1的系数n以后，作为构件工作应力所不允许超过的数值，这个应力值称为材料的许用应力。

如果直接把危险应力作为许用应力，构件破坏的几率大些，不能保证构件充分的安全。

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21、当传递的功率不变时，改变轴的转速对轴的强度和刚度有什么影响？

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M=9550N/n，τ=T/Wτ≤[τ]?

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Φ=T/GIP×180/?

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≤[Φ]。

①n提高，M降低；T降低，则τ、Φ都降低，提高了轴的强度和刚度。

②n降低，M提高；T提高，则τ、Φ都提高，降低了轴的强度和刚度。

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22、何为主应力？

何为主平面？

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剪应力等于零的平面，叫主平面；主平面上的正应力叫主应力。

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23、材料有哪两种基本破坏形式？

铸铁试件的扭转破坏，属于哪一种破坏形式？

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各种材料因强度不足而发生的破坏形式是不同的，但主要的破坏形式有两类，一是屈服破坏，另一类是断裂破坏。

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试件受扭，材料处于纯剪切应力状态，在试件的横截面上作用有剪应力，同时在与轴线成±450的斜截面上，会出现与剪应力等值的主拉应力和主压应力。

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低碳钢的抗剪能力比抗拉和抗压能力差，试件将会从最外层开始，沿横截面发生剪断破坏，而铸铁的抗拉能力比抗剪和抗压能力差，则试件将会在与杆轴成450的螺旋面上发生拉断破坏。

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铸铁试件的扭转碱坏，属于断裂破坏．?

24、强度理论解决问题的步骤？

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解决问题的步骤：

如果一点处于复杂应力状态下，可以先求出该点处的三个主应力σ1，σ2和σ3。

它们可以计算出与某个强度理论相应的相当应力σxd，则强度条件要求σxd≤[σ]。

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25、什么事失效？

材料力学中失效包括哪几种形式？

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不能保持原有的形状和尺寸，构件已不能正常工作，叫失效。

材料力学中的失效包括强度失效、刚度失效和稳定性失效三种。

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26、如何解释超静定问题？

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未知数多于可被应用的独立平衡方程数，不能用静力学平衡方程完全确定全部未知数的问题。

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27、实际挤压面是半圆柱面时，计算挤压应力时如何确定挤压面的面积？

是否按半圆柱面来计算面积？

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挤压面是半圆柱面时，挤压面面积按其正投影计算。

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28、拉（压）杆通过铆钉连接时，连接处的强度计算包括哪些计算？

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包括

（1）铆钉的剪切强度计算；

（2）铆钉的挤压强度计算：

（3）拉（压）杆的抗拉（压）强度计算。

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29、什么是塑性材料和脆性材料？

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一般把延伸率大于5%的金属材料称为塑性材料（如低碳钢等）。

而把延伸率小于5%的金属材料称为脆性材料（如灰口铸铁等）。

在外力作用下，虽然产生较显着变形而不被破坏的材料，称为塑性材料。

在外力作用下，发生微小变形即被破坏的材料，称为脆性材料。

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30、30.简述应力集中的概念？

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实际上很多构件由于结构或工艺等方面的要求，一般常有键槽、切口、油孔、螺纹、轴肩等，因而造成在这些部位上截面尺寸发生突然变化。

这种由于截面尺寸的突变而产生的应力局部骤增的现象，工程上称为应力集中。

1、低碳钢的拉伸试验

答：

使用试验机及相关的试件设备仪器绘制出试件的拉伸图，即：

P-△L曲线，形象的饭引出低碳钢材料的变形特点以及各阶段受力和变形的关系，并分析得出低碳钢的相关参数，由此来分析判断低碳钢材料的弹性与塑性性能与承载能力。

试验过程分为四个阶段：

1.弹性阶段；2.屈服阶段；3.强化阶段；4.颈缩阶段。

综上：

分析低碳钢材料的变形过程，通过绘制并分析P-△L曲线以及相关的参数，求解得到低碳钢材料的强度极限、拉伸强度极限、延伸率和截面收缩率。

2、为什么轴向拉伸时，横截面的正应力分布式平均分布的。

答：

受拉伸的杆件变形前为平面的很截面，变形后仍为平面，仅沿着轴线产生了相对的评议且仍与杆件的轴线垂直，犹豫材料的均匀性、连续性假设可以推断出轴力在横截面上的分布式均匀的，且都垂直于横截面，故横街面上的正应力也是均匀分布的。

3、剪应力互等定理。

答：

剪应力互等定理：

在材料中取一个正六面单元体，在这个单元体上两个相互垂直的平面上，剪应力必然成对存在，且数值相等，其方向共同指向或共同背离这两个平面的交线（棱线）。

4、叠加原理及其运用

答：

由力的作用独立性知，在材料的位移、应力、应变、内力等与外力成线性关系的条件下，力的作用是相互独立的，可以把每一个力的效果矢量叠加，得到一等效合力，或合力偶。

在材料力学里面，用到的地方是：

叠加法求挠度，转角；叠加法求弯矩；超静定问题的求解。

5、冬天水管冻裂的原因。

答：

在冬天低温条件下，水由液态凝结成固态，体积膨胀，由此产生对水管的膨胀挤压应力，将水管看成薄壁构建，由于水管本身的材料属性原因，在低温条件下，水管的脆性增强，强度极限降低，塑性抗拉强度降低，在一定条件下水管承受不住水结冰后产生的应力，发生破裂现象。

6、连接杆的三种可能的破坏形式。

答：

1.剪切破坏形式；2.挤压破坏形式；3.塑性变形（扭转）破坏形式。