影响构件疲劳极限的主要因素.
材料力学复习题
理工学院材料力学复习一、选择题：1、应用拉压正应力公式AN =σ的条件是 B 。
A ．应力小于比例极限； B ．外力的合力沿杆的轴线；C ．应力小于弹性极限；D ．应力小于屈服极限。
2、等截面直梁在弯曲变形时，挠曲线的最大曲率发生在 D 。
A ．挠度最大；B ．转角最大；C ．中性轴；D ．弯矩最大。
3、当受力构件的最大工作应力 B 构件的持久极限时，通常构件就不会发生疲劳破坏现象。
A ．高于；B ．低于；C ．等于D ．全不对。
4．各向同性假设认为，材料沿各个方向具有相同的（ D ）A ．应力B ．变形C ．位移D ．力学性质 5．关于截面法下列叙述中正确的是（C ）A ．截面法是分析杆件变形的基本方法B ．截面法是分析杆件应力的基本方法C ．截面法是分析杆件内力的基本方法D ．截面法是分析杆件内力与应力关系的基本方法6．直径和长度相同而材料不同的圆轴，在相同扭矩作用下，它们的（A ）A ．最大切应力相同，而扭转角不同B ．最大切应力相同，扭转角也相同C ．最大切应力不同，而扭转角相同D ．最大切应力不同，扭转角也不同7．梁在弯曲变形时，其中性层的曲率（B ）A ．与弯矩成反比，与抗弯刚度成正比B ．与弯矩成正比，与抗弯刚度成反比C ．与弯矩及抗弯刚度均成正比D ．与弯矩及抗弯刚度均成反比 8．在下列关于梁转角的说法中，错误的是（ B ）A ．转角是横截面绕中性轴转过的角度B ．转角是横截面绕梁轴线转过的角度C ．转角变形前后同一横截面间的夹角D ．转角是挠曲线之切线与轴向坐标轴间的夹角9．某机轴为Q235钢制，工作时发生弯扭组合变形。
对其进行强度计算时，宜采用（ C ）A ．第一或第二强度理论B ．第二或第三强度理论C ．第三或第四强度理论D ．第一或第四强度理论 10．下列关于压杆临界应力σlj 与柔度λ的叙述中正确的是（ A ）A ．σlj 值一般随λ值增大而减小B ．σlj 随λ值增大而增大C ．对于中长杆，σlj 与λ无关D ．对于短杆，采用公式σlj=22λπE 计算σlj 偏于安全 11．影响构件疲劳强度的三个主要因素是：构件的（D ）A ．外形、尺寸大小、残余应力B ．残余应力、尺寸大小、表面加工质量C ．外形、残余应力、表面加工质量D ．外形、尺寸大小、表面加工质量12、下列四种材料中， C 不可应用各向同性假设。
工程力学下题库
工程力学题库一、填空题（每空1分，共57分）（难度A）第八章轴向拉伸和压缩1. "强度"是构件在外力作用下____________ 的能力。
2. 通常，各种工程材料的许用切应力[T不大于其____________ 切应力。
3. 在材料力学中，对可变形固体的性质所作的基本假设是假设、___________________ 设和 ______________ 假设。
4. 衡量材料强度的两个重要指标是_______________ 和_____________________ 。
5. 由于铸铁等脆性材料的很低，因此，不宜作为承拉零件的材料。
6. 在圆轴的台肩或切槽等部位，常增设_____________________ 结构，以减小应力集中。
7. 消除或改善是提高构件疲劳强度的主要措施。
第九章剪切与扭转1. 应用扭转强度条件，可以解决_______________________ 、 _____________________ 和_____________ _____ —等三类强度计算问题。
2. 在计算梁的内力时，当梁的长度大于横截面尺寸____________ 倍以上时，可将剪力略去不计。
3. 若两构件在弹性范围内切应变相同，则切变模量G值较大者的切应力较______________ 。
4. 衡量梁弯曲变形的基本参数是___________________ 和________________________ 。
5. 圆轴扭转变形时的大小是___________________________________ 用来度量的。
6. 受剪切构件的剪切面总是___________ 于外力作用线。
7. 提高圆轴扭转强度的主要措施：______________________ 和__________________ 。
8. 如图所示拉杆头为正方形，杆体是直径为d圆柱形。
1. 作用在梁上的载荷通常可以简化为以下三种类型：___________ 、2. 按照支座对梁的约束情况，通常将支座简化为三种形式：______3. 根据梁的支承情况，一般可把梁简化为以下三种基本形式：____4. ___________________________ 对梁的变形有两种假设：、______________________________________ 。
习题(-材料力学部分)
3、某传动轴如图示，齿轮2为主动轮，齿轮1消耗功率为1.5KW，齿轮3消耗的功率为5.8KW，轴的转速为230转/分，材料为A3号钢，G=80GPa, =1.50/m。试设计轴的直径。
B.采用实心截面。
C.采用抗弯截面模量与截面积之比尽可能大的截面。
D.将尽可能多的材料放置在中心轴附近。
23.一铸铁简支梁受力如图所示，当其横截面分别按图示（a）、（b）两种情况放置，则梁的（）。
A.强度相同，刚度不同B.强度不同，刚度相同
24.某机轴材料为45号钢，工作时发生弯扭组合变形，对其进行强度计算时，宜采用( )强度理论。
6、图示圆截面悬臂梁,受力如图示.
（1）试指出危险截面和危险点的位置？
（2）并画出危险点应力状态单元体.
7．试用单元体表示图示圆截面杆表面 点的应力状态，已知杆的直径为 。
8.图示矩形截面悬臂梁,在B截面上分别受水平力P及铅垂力P的作用，试指出危险截面和危险点的位置？
9．在设计图示细长压杆时，有正方形和圆形两种截面可供选择，它们的面积相同。试判断哪种截面的稳定性好？
22.圆轴弯扭组合变形时，除轴心外，各点处的三个主应力σ1，σ2，σ3中，等于零的主应力是____________。
23、压杆的柔度，综合反映了影响压杆稳定性的因素有＿＿＿、＿＿＿、＿＿＿。
24、交变应力作用下，影响构件疲劳极限的主要因素有：构件的影响，构件的影响及构件_____________的影响。
A.σeB.σpC.σsD.σb
9、低碳钢试件扭转破坏是＿＿＿＿＿。
影响钢材疲劳强度的因素
影响钢材疲劳强度的因素来源：互联网 | 作者： | 2007-10-29| 编辑： admin一、工作条件1．载荷频率：在一定范围内可以提高疲劳强度；2．次载锻炼：低于疲劳极限的应力称为次载。
金属在低于疲劳极限的应力下先运转一定次数之后，则可以提高疲劳极限，这种次载荷强化作用称为次载锻炼。
这种现象可能是由于应力应变循环产生的硬化及局部应力集中松弛的结果。
3．温度：温度降低，疲劳强度升高，温度升高，疲劳强度降低。
4．腐蚀介质：具有腐蚀性的环境介质因使金属表面产生蚀坑缺陷，将会降低材料疲劳强度而产生腐蚀疲劳。
腐蚀疲劳曲线无水平线段．即不存在无限寿命的疲劳极限，只有条件疲劳极限。
二．表面状态及尺寸因素的影响1.应力集中：机件表面的缺口应力集中，往往是引起疲劳破坏的主要原因。
一般用Kt表示应力集中程度，用Kf和qf说明应力集中对疲劳强度的影响程度。
2.表面状态（1）表面粗糙度:愈低，材料的疲劳极限愈高；愈高，疲劳极限愈低。
材料强度愈高，表面粗糙度对疲劳极限的影响愈显著。
表面加工方法不同，所得到的粗糙度不同。
（2）抗拉强度:愈高的材料，加工方法对其疲劳极限的影响愈大。
因此，用高强度材料制造受循环载荷作用的机件时，其表面必须经过更加仔细的加工，不允许有刀痕、擦伤或者大的缺陷，否则会使疲劳极限显著降低。
3．尺寸因素：机件尺寸对按劳强度也有较大的影响，在弯曲、扭转载荷作用下其影响更大。
一般来说，随着机件尺寸的增大，其疲劳强度下降，这种现象称为疲劳强度尺寸效应。
其大小可用尺寸效应系数表示。
三．表面强化及残余应力的影响表面强化处理具有双重作用：提高表层强度；提供表层残余压应力，抵消一部分表层拉应力。
焊接工艺技术 2009年8月29日关键字：摘要: 为了提高焊接结构疲劳性能，通过试验比较了经超声冲击的X65管线钢对接接头试样和未经此处理的原始焊态对接接头试样疲劳强度及在同样应力范围下的疲劳寿命。
试验的统计结果表明，经过超声冲击处理的试样，其疲劳强度相对未冲击试样提高37。
第3章影响机械零件疲劳强度的因素
K f 1 12345
(3 3)
❖ 敏感系数法。世界通用的方法。利用理论应力集中系数Kt和疲劳缺口敏感系 数q来计算疲劳缺口系数。（比较重要的公式）
K f 1 q(Kt 1)
(3 4)
❖ 由于有缺口，使局部应力提高的倍数为Kt，使疲劳强度降低的倍数为Kf。
➢ 国外，通常把有效应力集中系数称为疲劳缺口系数，并常用Kf统一表示正应力和切 应力下的疲劳缺口系数。
❖ 有效应力集中系数(Kf)的其他叫法：疲劳缺口系数、疲劳强度降低系数。
确定有效应力集中系数Kf的方法
❖ 疲劳试验法。根据Kf的定义直接进行疲劳试验，得到相关的曲线（只适用于 一定的形状和材料）
q 1 1 a/r
q
1 1 0.6a / r
赵少卞和王忠保公式
赵少卞和王忠保等人用Q235A、16Mn35、45#、40Cr、60Si2Mn等钢材对疲 劳缺口系数进行了系统的实验研究，提出的计算疲劳缺口系数的简单的单参数计 算公式：
K
Kt 0.88 AQb
(3 8)
❖ 式中，A，b为与热处理方式有关的常数； Q为相对应力梯度。
➢ 1899年的古德曼直线
(3 17)
a 1(1 m / b )
(3 18)
➢ 1935年的索德贝尔格直线
a 1(1 m / s )
➢ 1950年的谢联先折线
(3 19)
1 R 0 时 a 1 m )
(3 20a)
R 0时
a
( 0
/
2)(1 '
)
'
m
)
疲劳计算影响因素
疲劳寿命分析方法——名义应力有限寿命设计法
有限寿命设计法仅仅保证机器在一定的使用期限内安全使用。它 允许零件的工作应力超过疲劳极限，重量可以比无限寿命法设计 的轻。像飞机、汽车等对重量有较高要求的产品，都使用这种设 计方法进行疲劳设计。
名义应力法以名义应力为设计参数，从材料的S-N曲线出发，考虑 各种因素影响，得出零件的S-N曲线，并根据零件的S-N曲线进行 疲劳设计。
疲劳累积损伤理论（线性）
Miner理论对三个问题的回答:
1、一个循环造成的损伤为
D= 1 N
式中N 是对应于当前载荷水平的疲劳寿命
2、等幅载荷下，n个循环造成的损伤为
D= n N
变幅载荷下，n个循环造成的损伤为
D
i 1 n
1 Ni
式中N i是对应于当前载荷水平Si的疲劳寿命
疲劳累积损伤理论（线性）
应力设计范围
e
1 m
k im ni e N i 1
式中： K ni N
i
为应力谱中不同应力范围的总数。 对应于应力范围 i 的应力循环次数。 设计寿命期间内所有应力范围下的循环数的总和。 第i级应力范围值。
线性累积损伤准则假定各应力幅出现的先后顺序不影响疲劳寿命
疲劳累积损伤理论（线性）
Palmgren-Miner （帕尔姆格伦-迈因那）
线性累积损伤理论系指在循环载荷作用下，疲劳损伤与载荷循环数 的关系是线性的，而且疲劳损伤可以线性累加，各个应力之间相 互独立和互不相关；当累加的损伤达到某一数值时，试件或构件 就发生疲劳破坏。线形累积损伤理论中最典型的理论是Miner— Palmgren理论，简称Miner理论。
疲劳分类
根据应力状态的不同可以分为：
材料力学练习题
材料力学练习题一、选择填空题1． 构件的强度是指_____ __ ，刚度是指____ ____，稳定性是指______ __。
A. 在外力作用下构件抵抗变形的能力； B ：在外力作用下构件抵抗破坏的能力；B. 在外力作用下构件保持其原有平衡形态的能力；2．对塑性材料，极限应力σ°= ；对脆性材料，极限应力σ°= 。
对于没有明显屈服阶段的塑性材料，通常用 作为材料的屈服极限。
3．通过低碳钢拉伸破坏试验，可测定的强度指标有： 和 ；塑性指标有 和 。
4．塑性材料经过冷作硬化处理后，它的比例极限 （提高、不变、降低），它的强度极限 （提高、不变、降低）。
5．图示销钉联结，销钉的切应力τ = ， 最大挤压应力σbs = 。
6． 连接件的剪切实用计算是以_____________假设为基础的.A ． 剪应力不超过材料的剪切比例极限； B. 剪切面为圆形或方形； C. 剪应力在剪切面上均匀分布； D. 剪切面大于挤压面。
7．设计铸铁梁时，宜采用中性轴为 的横截面。
A 对称轴B 靠近受拉边的非对称轴；C 靠近受压边的非对称轴D 任意轴 8．设计钢梁时，宜采用中性轴为 的横截面。
A 对称轴B 靠近受拉边的非对称轴；C 靠近受压边的非对称轴D 任意轴9. 某拉伸试件，标矩50=l mm ，直径10=d mm ，拉断后标矩长度变为631=l mm ，断口处最小直径71=d mm ，则此材料的伸长率=δ________；断面收缩率=ψ_______。
_________称为塑性材料，_________称为脆性材料。
10. 表面磨光的低碳钢试件拉伸到屈服阶段时，表面将出现与轴线大致成o45倾角的滑移线，因为拉伸时在与轴线成o45倾角的斜截面上，_______应力为最大值，可见屈服现象与最大______应力有关。
11．压杆失稳将在_________的纵向平面内发生。
A. 长度系数μ 最大； B.截面惯性半径 i 最小； C. 柔度 λ最大； D. 柔度 λ最小。
《工程力学(II)(材料)》在线考试课程考前辅导材料(新)
C.与压杆的长度大小以及柔度大小均有关；
D.与压杆的柔度大小和长度大小无关。
16. 在美国“9.11”事件中，恐怖分子的飞机撞击国贸大厦后，该大厦起火燃烧，然后坍塌。该大厦的破坏属于（A）。
A.强度破坏
B.刚度和稳定性破坏
C.物理和结构破坏
D.化学破坏
17. 各向同性假设认为，材料沿各个方向具有相同的（A）。
各向同性假设，认为材料沿各个方向的力学性能的相同的。
39. 材料力学中材料的三个弹性常数是什么？它们有何关系？
答案：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 ，它们的关系是 。
40. 提高梁刚度的措施。
答案：1、增大梁的弯曲刚度EI。因为增大刚材的的E值并不容易，所以，只要增大I值，在截面面积不变的情况下，宜采用面积分布远离中性轴的截面形状，以增大截面的惯性矩，从而降低应力，提高弯曲刚度。2、调整跨长或改变结构，由于梁的挠度和转角值与其跨长的n次幂成正比，所以，缩短梁的跨长能显著减小位移值。或将静定结构增加支座使其变为超静定结构。
19. 直杆的两端固定，如图所示。当温度发生变化时，杆（C）。
A.横截面上的正应力为零，轴向应变不为零
B.纵截面上的正应力和轴向应变均不为零
C.横截面上的正应力不为零，轴向应变为零
D.横截面上的正应力和轴向应变均大于等于零
20. 构件要能够安全正常的工作，它必须要满足（D）。
A.强度、刚度条件
B.刚度条件、稳定性要求
A.力学性质；
B.化学性质；
C.变形；
D.相同的外力。
18. 材料的疲劳极限与构件的疲劳极限相比较，若两者的材料、变形形式和循环特征相同，而构件不作表面化处理，则(B)。
钢结构设计原理考试复习题
钢结构设计原理练习题第1章 绪论一、选择题1、在结构设计中，失效概率P f 与可靠指标β的关系为（ B ）。
A 、P f 越大，β越大，结构可靠性越差B 、P f 越大，β越小，结构可靠性越差C 、P f 越大，β越小，结构越可靠D 、P f 越大，β越大，结构越可靠2、若结构是失效的，则结构的功能函数应满足（ A ）A 、0<ZB 、0>ZC 、0≥ZD 、0=Z3、钢结构具有塑性韧性好的特点，则主要用于（ A ）。
A ．直接承受动力荷载作用的结构B ．大跨度结构C ．高耸结构和高层建筑D ．轻型钢结构4、在重型工业厂房中，采用钢结构是因为它具有（ C ）的特点。
A ．匀质等向体、塑性和韧性好B ．匀质等向体、轻质高强C ．轻质高强、塑性和韧性好D ．可焊性、耐热性好5、当结构所受荷载的标准值为：永久荷载k G q ，且只有一个可变荷载k Q q ，则荷载的设计值为（ D ）。
A ．k G q ＋k Q qB ．1.2（k G q ＋k Q q ）C ．1.4（k G q ＋k Q q ）D ．1.2k G q ＋1.4k Q q6、钢结构一般不会因偶然超载或局部荷载而突然断裂破坏，这是由于钢材具有（ A ）。
A ．良好的塑性B ．良好的韧性C ．均匀的内部组织D ．良好的弹性7、钢结构的主要缺点是（ C ）。
A 、结构的重量大B 、造价高C 、易腐蚀、不耐火D 、施工困难多8、大跨度结构常采用钢结构的主要原因是钢结构（ B ）A.密封性好B.自重轻C.制造工厂化D.便于拆装二、填空题1、结构的可靠度是指结构在 规定的时间 内，在 规定的条件 下，完成预定功能的概率。
2、承载能力极限状态是对应于结构或构件达到了 最大承载力 而发生破坏、结构或构件达到了不适于继续承受荷载的 最大塑性变形的情况 。
3、建筑机械采用钢结构是因为钢结构具有以下特点：1）______强度高、自重轻__________、2）_____塑性、韧性好_______________，3）______材质均匀、工作可靠性高______________。
材料力学复习题
18、新195型柴油机的挺杆长度L=257mm，直径d=8mm，弹性模量E=210GPa，作用于挺杆的最大轴向压力为1.76kN。已知稳定安全系数 =3，试校核挺杆的稳定性。
19．如图所示圆筒形薄壁容器(壁厚t远小于直径D)，
D.虎克定律。
34、细长杆AB受轴向压力P作用，如图示。设杆的临界力为Pcr，则下列结论中D是正确的。
A.仅当P<Pcr时，杆AB的轴线才保持直线，杆件只产生压缩变形；
B.当P＝Pcr时，杆AB的轴线仍保持直线，杆件不出现弯曲变形；
C.当P＞Pcr时，杆AB不可能保持平衡；
D.为保证杆AB处于稳定平衡状态，应使P＜=Pcr。
11、写出图示悬臂梁自由端B的挠度表达式。
12、用积分法求图示梁的转角和挠度时，应分几段积分?出现几个积分常数?写出确定这些积分常数的边界条件及连续性条件。
13、图示钢桁架中各杆的横截面及材料相同，在节点A承受竖直向下的集中力P。若力的方向改为向上，其它条件不变，则结构的稳定性将会增加还是降低？
14、画出图示阶梯形圆轴的扭矩图，用图中m和d写出圆轴最大剪应力的计算式，并指出其作用点位置。
（A）长度系数越小，临界载荷越大； （B）长度系数越大，临界载荷越大；
（C）长度系数越小，临界载荷越小； （D）长度系数越大，临界载荷越小。
31.疲劳失效的特点如下，试分析哪个答案是错误的（A）。
A.疲劳极限高于静强度极限。
B.疲劳失效呈现脆性断裂。
C.在交变应力作用下，需经过一定的应力循环才发生破坏。
（C）V减小，M不变； （D）二者都减小；
19、高度等于宽度两倍的矩形截面梁，在载荷作用下发生平面弯曲，若将
钢结构考试题及答案
钢结构考试题及答案 LEKIBM standardization office【IBM5AB- LEKIBMK08- LEKIBM2C】一、填空题：1、承受动力荷载作用的钢结构,应选用（综合性能好）的钢材。
2、钢材中磷的含量过多，将使钢材出现 （热脆） 现象。
3、钢材牌号Q235－BF,其中235表示（ fy=235Mpa ）,B 表示 （ 质量等级B 级 ） ,F 表示（ 沸腾钢 ） 。
4、采用手工电弧焊焊接Q345钢材时应采用 （ E50 ） 焊条5、轴心受压构件的承载能力极限状态有 （强度 ） 和 （稳定 ） 。
6、双轴对称的工字型截面轴压构件失稳时的屈曲形式是 （弯曲 ） 屈曲。
7、钢梁在集中荷载作用下，若局部承压强度不满足应采取的措施是 （支承加劲肋 ） 。
8、焊接工字形梁腹板高厚比y wf t h 2351700 时，为保证腹板不发生局部失稳，应设置 （横向加劲肋 ） 和 （ 纵向加劲肋 ） 。
9、工字形截面组合梁的抗弯强度计算考虑部分截面发展塑性时,其受压件翼缘板的外伸宽度应满足 。
10、按正常使用极限状态计算时,受弯构件要限制（挠度,受拉）,受压构件要限制（长细比）。
二、单项选择题：1、体现钢材塑性性能的指标是（ C ）A 屈服点B 强屈比C 延伸率D 抗拉强度2、在构件发生断裂破坏前，有明显先兆的情况是（ B ）的典型特征A 脆性破坏B 塑性破坏C 强度破坏D 失稳破坏3、同类钢种的钢板,厚度越大（A ）A 、强度越低B 、塑性越好C 、韧性越好D 、内疗构造缺陷越少4、钢材的冷弯试验是判别钢材（C ）的指标。
A 强度B 塑性C 塑性及冶金质量D 韧性及可焊性5、钢材的强度指标是（ C ）。
A 延伸率B 韧性指标C 屈服点D 冷弯性能6、钢结构具有良好的抗震性能是因为（ C ）。
A钢材的强度高 B钢结构的质量轻C钢材良好的吸能能力和延性 D钢结构的材质均匀7、钢材经历了应变硬化应变强化之后（ A）。
钢结构试卷及答案)
1。
在确定实际轴心压杆的稳定承载力,应考虑构件的初始缺陷。
初始缺陷是指初弯曲、荷载偏心、残余应力.2.钢结构中采用的各种板材和型钢,都是经过多次辊扎形成的，薄钢板的屈服点比厚钢板的屈服点高。
3.受单向弯矩作用的压弯构件整体失稳可能存在两种形式为弯曲屈曲、侧扭屈曲。
4。
钢梁进行刚度检算时，按结构的正常使用极限状态计算，荷载应按标准值计算;进行强度、稳定检算时，按结构承载能力极限状态计算，荷载应按设计值计算。
5。
双轴对称截面理想轴心压杆失稳主要有两种形式弯曲屈曲和扭转屈曲；单轴对称截面的实腹式轴心压绕其非对称轴失稳是弯曲屈曲，而绕其对称轴失稳是弯扭屈曲. 6。
对焊接板梁强度计算，除进行抗弯强度、抗剪强度计算外，还应检算局部稳定和整体稳定。
7。
焊接组合梁截面高度h根据最大高度、最小高度、经济高度三方面因素确定。
8.螺栓连接中，沿受力方向规定螺栓端距大于2d，是为了防止构件受剪破坏；要求螺栓夹紧长度不超过螺栓杆的5倍，为了防止板材弯曲变形。
9.受静力荷载作用的受弯杆件强度计算中采用了截面塑性发展系数,目的是考虑部分截面塑性。
10。
某钢种牌号为Q235—A，其中A的含义是质量较差，某型钢符号为∠110＊10,其表示的含义为边长*厚度.11。
格构式轴心压杆中，对绕虚轴（x轴）整体稳定检算时应考虑剪切变形影响，以12。
钢梁在承受固定位置集中荷载或支座反力处设置支撑加筋肋，支撑加筋肋的端部承压及其与腹板的连接计算等需要单独计算.13。
建筑用钢材应具有良好的机械性能和加工性能，目前我国和世界上大多数国家,在钢材中主要采用碳素结构钢和低合金结构钢中少数几种钢材。
14.钢材的抗剪强度屈服点是抗拉强的的0.58倍。
15.使钢材在高温下变脆的化学元素是O、S，使钢材在低温下变脆的化学元素是N、P。
16为化简计算，规范对重级工作制吊车梁和重级、中级制吊车衍架的变幅疲劳折算和设计应力谱中为等效常幅疲劳计算，等效应力幅σc采用潜在效应的等效系数αf的最大应力幅（⊿σ)max的乘积来表示。
第二章钢结构的材料自测题答案
第⼆章钢结构的材料⾃测题答案第⼆章钢结构的材料⼀、选择题1、《钢结构设计规范》中推荐使⽤的承重结构钢材是下列哪⼀组？( B )A．Q235，Q275，Q345，Q420 B．Q235，Q345，Q390、Q420C．Q235，Q295，Q345，Q420 D．Q235，Q275，Q295、Q3902、在构件发⽣断裂破坏前，有明显先兆的情况是（B）的典型特征。
A. 脆性破坏B. 塑性破坏C. 强度破坏D. 失稳破坏3、钢材塑性破坏的特点是（ D ）A.变形⼩B.破坏经历时间⾮常短C.⽆变形D.变形⼤4、钢材的设计强度是根据（C ）确定的。
A. ⽐例极限B. 弹性极限C. 屈服点D. 极限强度5、根据钢材的⼀次拉伸试验，可得到如下四个⼒学性能指标，其中( B )被作为钢材的强度标准值。
A.抗拉强度f uB.屈服点f yC.伸长率δD.弹性模量E6、钢材屈服点fy的⾼低反应材料（D）A.受静荷时的最⼤承载能⼒B.受静荷时的最⼤变形能⼒C.受动荷时的最⼤承载能⼒D.受静荷时发⽣塑性变形前的承载能⼒7、钢材的抗拉强度fu与屈服点fy之⽐fu/fy反映的是钢材的( A )A.强度储备B.弹塑性阶段的承载能⼒C.塑性变形能⼒D.强化阶段的承载能⼒8、钢结构设计中钢材的设计强度为（D）。
A. 强度标准值B. 钢材屈服点C. 强度极限值D. 钢材的强度标准值除以抗⼒分项系数9、已知某钢材的屈服强度标准值为250N／mm2，抗拉强度最⼩值为390N／mm2，材料分项系数为1.087，则钢材的强度设计值应为（D）A．360N／mm2 B．270N／mm2 C．250N／mm2 D．230N／mm210、钢材是理想的（C）体。
A. 弹性B. 塑性C. 弹塑性D. ⾮弹性11、钢结构中使⽤钢材的塑性指标，⽬前最主要⽤（D）表⽰。
A. 流幅B. 冲击韧性C. 可焊性D. 伸长率12、钢材的伸长率⽤来反映材料的（C）。
A. 承载能⼒B. 弹性变形能⼒C. 塑性变形能⼒D. 抗冲击荷载能⼒13、同⼀结构钢材的伸长率( A)。
(完整版)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?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)。
?2、何谓挠度、转角?挠度：横截面形心在垂直于梁轴线方向上的线位移。
?转角：横截面绕其中性轴旋转的角位移。
?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?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。
?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?在外力作用下，会产生变形的固体材料称为变形固体。
?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。
?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?强度要求、刚度要求和稳定性要求。
?6、用叠加法求梁的位移，应具备什么条件?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。
?7、列举静定梁的基本形式?简支梁、外伸梁、悬臂梁。
?8、列举减小压杆柔度的措施?（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。
?9、欧拉公式的适用范围?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?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。
?11、简述疲劳破坏的特征?（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。
机械零件疲劳强度的影响因素论析
机械零件疲劳强度的影响因素论析摘要：疲劳研究一直以来是国内外的一个焦点。
随着科学的发展，疲劳研究已经逐步向研究材料内部结构发展。
而在疲劳设计中，将材料的名义强度转化为具体零件在工作环境下的疲劳强度，是机械设计中不可回避的问题。
因此对零件疲劳强度影响因素的研究是十分重要的。
以机械零件疲劳强度的影响因素为研究对象，旨在对相关机械零部件的疲劳强度的研究提供经验借鉴和实践指导。
关键词：机械零件；疲劳强度；尺寸效应疲劳强度的研究目前在航天、航空、造船和原子能等各领域都具有十分重要的意义。
影响疲劳强度或疲劳寿命的因素众多，是至今人们对疲劳问题的认识尚未很好解决的根本原因，因此对疲劳强度或疲劳寿命影响因素的深入研究，仍是十分有意义的工作。
1.机械零件疲劳主要影响因素分析及对策1.1表面加工的影响由于机械零件的疲劳裂纹的最大应力大多产生于材料的表层，因此材料本身的表面质量对于疲劳强度的影响显著。
目前机械零件大都为弹簧材料，在不断的轧制、拉拔和卷制中会出现裂纹，此外，机械零件表面原本不太显著的伤痕、斑点等也是日后加剧弹簧疲劳断裂的潜在因素。
材料表面的光滑与粗糙是衡量疲劳强度的重要指标。
越粗糙，应力集中越小，由此所引起的疲劳强度就越高。
材料的粗糙度通过疲劳极限起作用。
不考虑其他因素，机械零件粗糙度高，疲劳极限就低。
因此，对机械材料的表面进行强压、滚压、磨削以及抛丸等，能有效地增强材料表面的光滑度，提高材料的疲劳强度系数。
常用的方法有两种，表面热处理和表面机械强化。
表面热处理即通过高频淬火效应、氮化反映的作用下，采用渗碳、氰化等措施，提高机械构件表层材料的抗疲劳强度能力。
表面机械强化通常采用对构件表面进行滚压、喷丸等，使构件表面形成预压应力层，以降低最容易形成疲劳裂纹的拉应力，从而提高表层强度。
1.2应力集中的影响应力集中是指机械零件的某些构件由于受到压力在几何外形和外形的尺寸上发生局部性的应力增大的现象。
应力集中对于脆性材料构件有非常显著的影响，会导致其断裂，使物体出现疲劳裂纹。
疲劳计算影响因素
影响疲劳寿命分析的因素
材料（material）
载荷（loading） 定义（definition） 分析选项（analytical options） 寿命单位（life unit）
材料（material）
疲劳强度因子（fatigue strength factor）
疲劳分析计算完毕后，根据疲劳强度因子Kf修正 应力或者应变疲 劳曲线。 This setting is used to account for a "real world" environment that may be harsher than a rigidly-controlled laboratory environment in which the data was collected。Common fatigue strength reduction factors to account for such things as surface finish can be found in design handbooks。
疲劳寿命分析方法——名义应力有限寿命设计法
有限寿命设计法常常成为安全寿命设计法。它是无限寿命设计法 的直接发展。两者的基本参数都是名义应力，其设计思想也大体 相似，都是从材料的S-N曲线出发，考虑各种因素影响，得出零件 的S-N曲线，并根据零件的S-N曲线进行疲劳设计。
所不同的是，有限寿命设计法使用的是S-N曲线的左支——斜线部 分，亦即有限寿命部分。另外，由于斜线部分的疲劳寿命各不相 同，因此在对材料的S-N曲线进行修正时，要考虑循环数对各影响 系数的影响。
另外，无限寿命的设计应力都低于疲劳极限，因此比设计力低 的低应力对零件的疲劳强度没有影响，设计计算时不管实际的工 作应力如何变化，只需要按照最高应力进行强度校核即可。
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1 d －大尺寸试样的疲劳极限
t
1 d
1
t 1
1 1
t 1 d
,t －尺寸因数
d 愈大,r 降低愈多 b 愈高,r 降低愈多
构件表面加工质量的影响
最大应力发生在构件表层，构件表面又常存在各种缺陷 ，故构件表面加工质量与表层状况对疲劳强度存在影对r 的影响愈显著
应尽量减小应力集中，特别对于高强度材料构件
增大圆角半径 减小相连杆段的横向尺寸的差别 将必要的孔与沟槽等配置在低应力区 采用凹槽与卸荷糟等
构件横截面尺寸的影响
试验：弯、扭疲劳极限随构件横截面尺寸增大而减小
§4 影响构件疲劳极限的主要因素
构件外形的影响 构件横截面尺寸的影响 构件表面加工质量的影响
构件外形的影响
应力集中促使疲劳裂纹的形成 ，对构件疲劳强度的影响很大
1 sc －存在应力集中试样的疲劳极限
1 －不存在应力集中试样的疲劳极限
K
1 1 ( 1 )sc
1 某种加工方法 1 1 磨削
－表面质量因数
表面加工质量愈低, r 降低愈多；b 愈高，加 工质量对r 的影响愈大 对于重要构件, 尤其存在应力集中的部位, 应特别 讲究表面加工方法, 愈采用高 b 材料, 愈重要 提高构件表层材料的强度、改善表层应力状况， 例如渗碳、渗氮、高频淬火、表层滚压与喷丸等