機械工程材料力學知識難點VIP

機械工程材料力學知識難點姓名_________________________地址_______________________________學號______________________-------------------------------密-------------------------封----------------------------線--------------------------1.請首先在試卷的標封處填寫您的姓名，身份證號和地址名稱。2.請仔細閱讀各種題目，在規(guī)定的位置填寫您的答案。一、選擇題1.下列哪種材料屬于塑性材料？

A.鋼鐵

B.鋁合金

C.不銹鋼

D.鑄鐵

2.材料在彈性范圍內(nèi)，應(yīng)力與應(yīng)變成正比的關(guān)系稱為？

A.彈性模量

B.塑性模量

C.彈性極限

D.塑性極限

3.材料的疲勞破壞是指材料在？

A.靜載荷作用下發(fā)生的破壞

B.動載荷作用下發(fā)生的破壞

C.溫度變化作用下發(fā)生的破壞

D.化學腐蝕作用下發(fā)生的破壞

4.材料的斷裂韌性是指材料在？

A.單軸拉伸時抵抗斷裂的能力

B.雙軸拉伸時抵抗斷裂的能力

C.三軸拉伸時抵抗斷裂的能力

D.復合應(yīng)力狀態(tài)下抵抗斷裂的能力

5.材料的彈性模量越大，其？

A.塑性變形越大

B.彈性變形越小

C.疲勞壽命越短

D.斷裂韌性越低

6.材料的屈服極限是指材料在？

A.單軸拉伸時開始出現(xiàn)塑性變形的應(yīng)力

B.雙軸拉伸時開始出現(xiàn)塑性變形的應(yīng)力

C.三軸拉伸時開始出現(xiàn)塑性變形的應(yīng)力

D.復合應(yīng)力狀態(tài)下開始出現(xiàn)塑性變形的應(yīng)力

7.材料的抗拉強度是指材料在？

A.單軸拉伸時達到最大載荷的應(yīng)力

B.雙軸拉伸時達到最大載荷的應(yīng)力

C.三軸拉伸時達到最大載荷的應(yīng)力

D.復合應(yīng)力狀態(tài)下達到最大載荷的應(yīng)力

8.材料的沖擊韌性是指材料在？

A.動載荷作用下抵抗斷裂的能力

B.靜載荷作用下抵抗斷裂的能力

C.溫度變化作用下抵抗斷裂的能力

D.化學腐蝕作用下抵抗斷裂的能力

答案及解題思路：

1.答案：B

解題思路：塑性材料在受到超過其彈性極限的應(yīng)力后，能發(fā)生較大程度的塑性變形而不破壞的材料。鋁合金具有較好的塑性和可加工性，屬于塑性材料。

2.答案：A

解題思路：在彈性范圍內(nèi)，根據(jù)胡克定律，應(yīng)力與應(yīng)變成正比，這個比例常數(shù)稱為彈性模量。

3.答案：B

解題思路：疲勞破壞是指材料在反復交變載荷作用下，經(jīng)過一定周期后發(fā)生的斷裂破壞。

4.答案：D

解題思路：斷裂韌性是指材料在復合應(yīng)力狀態(tài)下抵抗斷裂的能力，是衡量材料抵抗裂紋擴展能力的重要指標。

5.答案：B

解題思路：彈性模量越大，材料在相同的應(yīng)力下，其彈性變形越小，說明材料的剛度越高。

6.答案：A

解題思路：屈服極限是指材料在單軸拉伸時開始出現(xiàn)塑性變形的應(yīng)力，即材料開始發(fā)生永久變形的應(yīng)力。

7.答案：A

解題思路：抗拉強度是指材料在單軸拉伸時達到最大載荷的應(yīng)力，即材料斷裂前所能承受的最大拉應(yīng)力。

8.答案：A

解題思路：沖擊韌性是指材料在動載荷作用下抵抗斷裂的能力，是衡量材料承受沖擊載荷能力的重要指標。二、填空題1.材料的彈性模量是衡量材料？

抵抗彈性變形能力？

2.材料的屈服極限是衡量材料？

抵抗塑性變形能力？

3.材料的抗拉強度是衡量材料？

承受最大拉力能力？

4.材料的沖擊韌性是衡量材料？

抵抗沖擊載荷的能力？

5.材料的疲勞極限是衡量材料？

承受重復載荷而不發(fā)生疲勞破壞的最大應(yīng)力？

6.材料的斷裂韌性是衡量材料？

抵抗裂紋擴展的能力？

7.材料的硬度是衡量材料？

抵抗局部變形的能力？

8.材料的耐磨性是衡量材料？

抵抗磨損的能力？

答案及解題思路：

答案：

1.抵抗彈性變形能力

2.抵抗塑性變形能力

3.承受最大拉力能力

4.抵抗沖擊載荷的能力

5.承受重復載荷而不發(fā)生疲勞破壞的最大應(yīng)力

6.抵抗裂紋擴展的能力

7.抵抗局部變形的能力

8.抵抗磨損的能力

解題思路：

1.彈性模量反映了材料在彈性變形階段抵抗變形的能力，它是材料固有屬性的重要指標。

2.屈服極限是指材料在拉伸過程中開始發(fā)生塑性變形時的應(yīng)力值，是衡量材料抵抗塑性變形能力的關(guān)鍵參數(shù)。

3.抗拉強度是材料在拉伸過程中所能承受的最大應(yīng)力，是衡量材料抗拉功能的重要指標。

4.沖擊韌性是材料在沖擊載荷作用下抵抗破壞的能力，常用于評估材料在動態(tài)載荷下的安全性。

5.疲勞極限是指材料在重復載荷作用下不發(fā)生疲勞破壞的最大應(yīng)力，對于長期承受循環(huán)載荷的構(gòu)件。

6.斷裂韌性是衡量材料在裂紋存在的情況下抵抗斷裂的能力，是材料斷裂力學的一個重要參數(shù)。

7.硬度是材料抵抗硬物體壓入其表面的能力，是衡量材料表面硬度的常用指標。

8.耐磨性是材料抵抗磨損的能力，對于需要長期運行的機械部件來說是一個重要的功能指標。三、判斷題1.材料的彈性模量越大，其塑性變形越小。（×）

解題思路：彈性模量是材料抵抗變形的能力，它描述了材料在受力時的剛度和彈性恢復能力。彈性模量越大，材料在受到相同應(yīng)力時產(chǎn)生的彈性變形越小，但這并不直接意味著塑性變形越小。塑性變形還與材料的屈服強度和加工工藝等因素有關(guān)。

2.材料的屈服極限越大，其抗拉強度越大。（√）

解題思路：屈服極限是材料在受力后開始發(fā)生塑性變形的應(yīng)力值，而抗拉強度是材料在拉伸試驗中斷裂前的最大應(yīng)力。通常情況下，屈服極限越大，材料的抗拉強度也會相應(yīng)增大，因為屈服極限高的材料通常能承受更高的應(yīng)力而不發(fā)生斷裂。

3.材料的沖擊韌性越大，其疲勞壽命越長。（√）

解題思路：沖擊韌性是材料抵抗沖擊載荷的能力，疲勞壽命是指材料在反復載荷作用下能夠承受的循環(huán)次數(shù)。沖擊韌性好的材料能夠更好地吸收能量，減少裂紋的產(chǎn)生和擴展，從而延長疲勞壽命。

4.材料的斷裂韌性越大，其抗拉強度越大。（×）

解題思路：斷裂韌性是材料抵抗裂紋擴展的能力，它是一個描述材料整體斷裂行為的指標。斷裂韌性與抗拉強度不是直接相關(guān)的，斷裂韌性高的材料可能抗拉強度不高，但能夠抵抗裂紋的快速擴展。

5.材料的硬度越大，其耐磨性越好。（√）

解題思路：硬度是材料抵抗局部塑性變形的能力，耐磨性是指材料抵抗表面磨損的能力。一般來說，硬度高的材料表面更難以發(fā)生塑性變形，因此其耐磨性也較好。

6.材料的彈性模量越大，其疲勞壽命越長。（×）

解題思路：雖然彈性模量高的材料在彈性變形方面表現(xiàn)出較好的功能，但這并不一定意味著其疲勞壽命會更長。疲勞壽命還受到材料微觀結(jié)構(gòu)、應(yīng)力集中、表面質(zhì)量等因素的影響。

7.材料的屈服極限越大，其沖擊韌性越好。（×）

解題思路：屈服極限和沖擊韌性是材料功能的兩個不同方面。屈服極限高的材料可能更不容易發(fā)生塑性變形，但這并不直接提高其抵抗沖擊載荷的能力。兩者之間沒有必然的關(guān)聯(lián)。

8.材料的抗拉強度越大，其斷裂韌性越好。（×）

解題思路：抗拉強度是材料在拉伸過程中抵抗斷裂的能力，而斷裂韌性是材料抵抗裂紋擴展的能力。兩者雖然都與材料的強度相關(guān)，但并不是直接關(guān)聯(lián)的。高抗拉強度的材料不一定具有高斷裂韌性。四、簡答題1.簡述材料力學的基本任務(wù)。

答案：

材料力學的基本任務(wù)是研究材料在外力作用下的變形和破壞規(guī)律，以及這些變形和破壞對結(jié)構(gòu)功能的影響。其主要任務(wù)包括：

建立材料力學的基本理論，描述材料的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系。

確定結(jié)構(gòu)的受力情況，包括應(yīng)力和變形的分析。

預(yù)測材料在受力時的破壞行為，設(shè)計出既安全又經(jīng)濟的結(jié)構(gòu)。

解題思路：

首先理解材料力學的定義，然后概括出其基本任務(wù)，包括理論建立、受力分析和破壞預(yù)測。

2.簡述材料力學的研究方法。

答案：

材料力學的研究方法主要包括：

實驗研究：通過實際測量材料在受力狀態(tài)下的應(yīng)力和應(yīng)變。

理論研究：建立數(shù)學模型，分析材料的力學行為。

數(shù)值模擬：利用計算機軟件對材料力學問題進行模擬計算。

解題思路：

列舉材料力學研究的三種主要方法，并簡要描述每種方法的基本原理和應(yīng)用。

3.簡述材料力學在工程中的應(yīng)用。

答案：

材料力學在工程中的應(yīng)用廣泛，包括：

結(jié)構(gòu)設(shè)計：保證結(jié)構(gòu)在受力時具有良好的強度和穩(wěn)定性。

負載分析：確定結(jié)構(gòu)在各種工作狀態(tài)下的受力情況。

安全評估：對現(xiàn)有結(jié)構(gòu)進行安全性分析，提出改進措施。

解題思路：

從結(jié)構(gòu)設(shè)計、負載分析和安全評估三個方面，概述材料力學在工程中的具體應(yīng)用。

4.簡述材料力學的基本概念。

答案：

材料力學的基本概念包括：

應(yīng)力：單位面積上的內(nèi)力。

應(yīng)變：單位長度上的變形量。

剛度：材料抵抗變形的能力。

疲勞極限：材料在循環(huán)載荷作用下抵抗疲勞破壞的能力。

解題思路：

列舉材料力學中幾個核心的基本概念，并簡要解釋其含義。

5.簡述材料力學的基本定律。

答案：

材料力學的基本定律包括：

應(yīng)力與應(yīng)變關(guān)系：描述材料在受力時應(yīng)力與應(yīng)變之間的線性關(guān)系。

塑性變形規(guī)律：描述材料在達到一定應(yīng)力后發(fā)生塑性變形的規(guī)律。

能量守恒定律：描述在受力過程中能量轉(zhuǎn)化的守恒。

解題思路：

概述材料力學中的三個基本定律，并簡要說明其適用條件和含義。

6.簡述材料力學的基本參數(shù)。

答案：

材料力學的基本參數(shù)包括：

彈性模量：描述材料抵抗彈性變形的能力。

泊松比：描述材料在橫向變形時縱向應(yīng)變的比值。

斷裂強度：描述材料抵抗斷裂的能力。

解題思路：

列出材料力學中的幾個重要參數(shù)，并分別簡述其代表的意義。

7.簡述材料力學的基本理論。

答案：

材料力學的基本理論包括：

斜截面理論：分析材料在斜截面上的應(yīng)力和應(yīng)變。

應(yīng)力狀態(tài)理論：描述材料內(nèi)部應(yīng)力分布的規(guī)律。

彈性力學理論：研究彈性體在受力后的變形和位移。

解題思路：

概括材料力學的三個基本理論，并分別描述其研究內(nèi)容。

8.簡述材料力學的基本實驗方法。

答案：

材料力學的基本實驗方法包括：

拉伸實驗：測量材料在拉伸過程中的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系。

壓縮實驗：測量材料在壓縮過程中的應(yīng)力和變形。

疲勞實驗：研究材料在循環(huán)載荷下的破壞行為。

解題思路：

列舉材料力學中常用的幾種實驗方法，并簡要介紹其目的和應(yīng)用。

答案及解題思路：五、計算題1.已知一根直徑為20mm的圓鋼，其彈性模量為200GPa，試求該圓鋼的彈性模量E。

解題思路：

根據(jù)題意，直接給出圓鋼的彈性模量E。

答案：

E=200GPa

2.已知一根直徑為20mm的圓鋼，其屈服極限為300MPa，試求該圓鋼的屈服極限σs。

解題思路：

屈服極限是指材料在受到拉伸載荷時，開始發(fā)生塑性變形時的應(yīng)力值。根據(jù)題意，直接給出圓鋼的屈服極限σs。

答案：

σs=300MPa

3.已知一根直徑為20mm的圓鋼，其抗拉強度為500MPa，試求該圓鋼的抗拉強度σb。

解題思路：

抗拉強度是指材料在拉伸試驗過程中達到的最大應(yīng)力值。根據(jù)題意，直接給出圓鋼的抗拉強度σb。

答案：

σb=500MPa

4.已知一根直徑為20mm的圓鋼，其沖擊韌性為100J/cm2，試求該圓鋼的沖擊韌性AK。

解題思路：

沖擊韌性是指材料在受到?jīng)_擊載荷時抵抗斷裂的能力。根據(jù)題意，直接給出圓鋼的沖擊韌性AK。

答案：

AK=100J/cm2

5.已知一根直徑為20mm的圓鋼，其疲勞極限為150MPa，試求該圓鋼的疲勞極限σ1。

解題思路：

疲勞極限是指在循環(huán)載荷作用下，材料能夠承受而不發(fā)生斷裂的最大應(yīng)力值。根據(jù)題意，直接給出圓鋼的疲勞極限σ1。

答案：

σ1=150MPa

6.已知一根直徑為20mm的圓鋼，其斷裂韌性為20MPa·m?，試求該圓鋼的斷裂韌性KIC。

解題思路：

斷裂韌性是指材料在應(yīng)力作用下，發(fā)生裂紋擴展前所能承受的最大應(yīng)力