第一章绪论力学性能(含答案)
2023年开放大学钢结构(本)单元小练习题目与答案
钢结构（本）章节小练习第一章绪论1．世界第一座铸铁拱桥是（）正确答案是：雪纹桥2．在公元前60年前后，我国就修建了（）正确答案是：铁链桥1．最早的钢结构由铁结构发展而来。
（）正确的答案是“对”。
2．钢结构的广泛应用源自于钢材的优异性能、制作安装的高度工业化、结构形式的丰富多样以及对复杂结构的良好适应等特点。
（）正确的答案是“对”。
1．下面关于钢结构特点说法有误的一项是（）正确答案是：耐热性差、耐火性好2．相比较来讲，最适合强震区的结构类型是（）正确答案是：钢结构3．相比较来讲，钢结构最大的弱点是（）正确答案是：易于锈蚀4．相比较来讲，当承受大荷载、动荷载或移动荷载时，宜选用的结构类型是（）正确答案是：钢结构5．下列均为大跨度结构体系的一组是（）正确答案是：网壳、悬索、索膜6．通常情况下，输电线塔和发射桅杆的结构形式属于（）正确答案是：高耸结构1．钢材在冶炼和轧制过程中质量随可得到严格控制，但材质波动范围非常大。
（）正确的答案是“错”。
2．钢材质地均匀、各向同性，弹性模量大，具有良好的塑性和韧性，可近似看作理想弹塑性体。
（）正确的答案是“对”。
3．结构钢具有良好的冷、热加工性能，不适合在专业化工厂进行生产和机械加工。
（）正确的答案是“错”。
4．钢结构在其使用周期内易因温度等作用出现裂缝，耐久性较差。
（）正确的答案是“错”。
5．钢材是一种高强度高效能的材料，可以100%回收再利用，而且没有资源损失，具有很高的再循环价值。
正确的答案是“对”。
6．钢材轻质高强的特性使钢结构在跨度、高度大时体现出良好的综合效益。
（）正确的答案是“对”。
1．结构在规定的时间内，规定的条件下，完成预定功能的能力，称为结构的（）正确的答案是：可靠性2．结构可靠性主要包括（）正确的答案是：安全性、适用性和耐久性3．下列均为承载能力极限状态范畴的一组是（）.正确的答案是：构件或连接的强度破坏、疲劳破坏、脆性断裂1．钢结构设计的目的是保证结构和结构构件在充分满足功能要求的基础上安全可靠地工作。
材料力学性能-第1章
（1）防止失效
失效形式：过量变形、断裂、磨损、腐蚀 （2）减少经济损失 美国：1982年为1190亿（占GDP4%） 研究认为：采用新技术，可减少1/3损失 2、评价材料和相关制备工艺 3、合理使用材料
兰州理工大学材料科学与工程学院 徐建林
二、研究内容和研究方法
1、研究内容：结合材料的实际服役条件，研究 材料在外力作用下力学性能变化的情况。 2、研究方法 （1）简单到复杂——研究典型工况、典型试样 A、光滑试样：基本力学性能的测定，失效机理 与判据的研究；
（五）、材料力学性能表征
1、材料软硬程度的表征。
2、材料脆性的表征。
3、材料抵抗外力能力表征。 4、材料变形能力的表征。 5、含缺陷材料抗断裂能力的表征。 6、材料抵抗多次受力能力的表征。
7、新材料及特种材料性能的表征。
8、特殊条件下材料性能的表征。 兰州理工大学材料科学与工程学院 徐建林
（六）、意义
（1）分类： 静载荷： 如机器重量对基础的作用。 如齿轮传动。
动载荷：
交变载荷（随时间做周期变化）； 冲击载荷（物体的运动在瞬时突
变所引起的载荷）；如锻打。
兰州理工大学材料科学与工程学院 徐建林
（2）零件在静载荷下变形的基本形式
变形：构件在工作时在外力作用下其几何 形状和尺寸将发生改变的现象。 ①.拉伸和压缩：
兰州理工大学材料科学与工程学院 徐建林
材料的基本性能
1 、 使用性能：物理性能（光、电、磁……） 力学性能 （强度、塑性、硬度……）
2、 加工性能 （可制造性）
热加工：铸、锻、焊、热处理……
冷加工：车、铣、磨……
特种加工：电火花、激光、离子…… 兰州理工大学材料科学与工程学院 徐建林
聚合物流变学复习题参考答案
1聚合物流变学复习题参考答案一、名词解释（任选5小题，每小题2分，共10分）：1、蠕变：在一定温度下，固定应力，观察应变随时间增大的现象。
应力松弛：在温度和形变保持不变的情况下，高聚物内部的应力随时间而逐渐衰减的现象。
或应力松弛：在一定温度下，固定应变，观察应力随时间衰减的现象。
2、时－温等效原理：升高温度和延长时间对分子运动及高聚物的粘弹行为是等效的，可用一个转换因子αT 将某一温度下测定的力学数据变成另一温度下的力学数据。
3、熔体破裂：聚合物熔体在高剪切速率时，液体中的扰动难以抑制并易发展成不稳定流动，引起液流破坏的现象。
挤出胀大：对粘弹性聚合物熔体流出管口时，液流直径增大膨胀的现象。
4、.熔融指数：在标准熔融指数仪中，先将聚合物加热到一定温度，使其完全熔融，然后在一定负荷下将它在固定直径、固定长度的毛细管中挤出，以十分钟内挤出的聚合物的质量克数为该聚合物的熔融指数。
5、非牛顿流体：凡不服从牛顿粘性定律的流体。
牛顿流体：服从牛顿粘性定律的流体。
6、假塑性流体：流动很慢时，剪切粘度保持为常数，而随剪切速率或剪切应力的增大，粘度反常地减少——剪切变稀的流体。
膨胀性流体：剪切速率超过某一个临界值后，剪切粘度随剪切速率增大而增大，呈剪切变稠效应，流体表观“体积”略有膨胀的的流体。
7、粘流活化能：在流动过程中，流动单元（即链段）用于克服位垒，由原位置跃迁到附近“空穴”所需的最小能量。
8、极限粘度η∞：假塑性流体在第二牛顿区所对应的粘度（即在切变速率很高时对应的粘度）。
9、断裂韧性K 1C ：表征材料阻止裂纹扩展的能力，是材料抵抗脆性破坏能力的韧性指标，s b C E c K γπσ21==，其中，σb 为脆性材料的拉伸强度；C 为半裂纹长度；E 为材料的弹性模量；s γ为单位表面的表面能。
10、拉伸流动：当粘弹性聚合物熔体从任何形式的管道中流出并受外力拉伸时产生的收敛流动。
或拉伸流动：质点速度仅沿流动方向发生变化的流动。
材料力学性能习题及解答库
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ζ e 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、Z r 、Z 0.2、Z s: Z r :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。
ζ 0.2:表示规定残余伸长率为0.2%时的应力。
Z S:表征材料的屈服点。
3、Z b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、3、δ gt、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。
绪论 第1章 材料的力学性能
4、 应力－应变曲线(σ-ε曲线)
拉伸曲线（力－伸长曲线）的不足之处是曲
线的形状 与拉伸试样的几何尺寸有关 ，只能反映
特定试样的力学性质。
若用应力－应变曲线 σ （ F/A0 ） - (Δ L/LO)
表示，它与试样的几何尺寸无关，其形状相似。
同时还可直接从σ -ε 曲线上直接读出力学性能指
标。
20
三、名义应力与真实应力
1、名义应力
在拉伸试验过程中，试样的横截面积不断减
小，如果用外力除以横截面积，得到的应力为条
件应力。
2、真实应力
F A0
如果用任意时刻的外力除以横截面积，得到 的应力为真实应力。
F S A
21
3、真实应力与名义应力的关系
F F S= ＝ ＝ A A0 (1
材料物理性能
主讲 唐正霞
材料的定义
经过人类劳动获得的、在进一步的加工过程中仍然 保持原质的劳动对象称为材料。 金属材料、非金属材料、高分子材料、复合材料
2
材料的四要素
结构与组成 合成与加工 材料的性质 使用性能
3
材料性能的定义
材料性能是一种用于表征材料在给定的外界条件 下的行为的参量。 从定义可以看出：
得回火托氏体，以及冷变形强化等，可以有效地提
高弹性极限，使弹性比功增加。 仪表弹簧因要求无磁性 ，常用铍青铜或磷青铜 等软弹簧材料制造。这类材料E值较低而σe较高 ， 故其弹性变形功也比较大。可以在弹性范围内对能
量有很大的吸收能力。
41
3.1.3
塑 性 变 形
1、塑性变形方式及特点
金属材料常见的塑性变形方式为滑移和孪生。
规律和原理。
12
3.1.1
材料力学性能学习题与解答[教材课后答案]
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度越高。
3、计算： 某低碳钢的摆锤系列冲击实验列于下表， 温度(℃) 60 40 35 25 试计算： a. 绘制冲击功－温度关系曲线； 冲击功(J) 75 75 70 60 温度(℃) 10 0 -20 -50 冲击功(J) 40 20 5 1
冲击吸收功—温度曲线 80 70 60 50
Ak
40 30 20 10 0 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 10 20 30 40 50 60 70 0 0 0 0 0 0 t/℃
第三章 冲击韧性和低温脆性 1、名词解释： 冲击韧度 冲击吸收功 低温脆性
解： 冲击韧度：一次冲断时，冲击功与缺口处截面积的比值。 冲击吸收功：冲击弯曲试验中，试样变形和断裂所吸收的功。 低温脆性：当试验温度低于某一温度时，材料由韧性状态转变为脆性状态。 韧脆转变温度：材料在某一温度 t 下由韧变脆，冲击功明显下降。该温度即韧脆转 变温度。 迟屈服：用高于材料屈服极限的载荷以高加载速度作用于体心立方结构材料时，瞬 间并不屈服，需在该应力下保持一段时间后才屈服的现象。
2) 简述扭转实验、弯曲实验的特点？渗碳淬火钢、陶瓷玻璃试样研究其力学 性能常用的方法是什么？ 1 扭转实验的应力状态软性系数较拉伸的应力状态软性系数高。可 解： 扭转实验的特点是○
2 扭转实验 对表面强化处理工艺进行研究和对机件的热处理表面质量进行检验。 ○ 3 圆柱试样在扭转时，不产生缩颈现象，塑 时试样截面的应力分布为表面最大。○
韧脆转变温度 迟屈服
2、简答 1) 缺口冲击韧性实验能评定哪些材料的低温脆性？哪些材料不能用此方法 检验和评定？[提示：低中强度的体心立方金属、Zn 等对温度敏感的材料，高强 度钢、铝合金以及面心立方金属、陶瓷材料等不能]
解：缺口冲击韧性实验能评定中、低强度机构钢的低温脆性。面心立方金属及合金如氏 体钢和铝合金不能用此方法检验和评定。
材料力学性能
材料⼒学性能第⼀章：绪论⼀、需要掌握的概念材料⼒学性能的定义、弹性变形、线弹性、滞弹性、弹性后效、弹性模量、泊松⽐、弹性⽐功、体弹性模量⼆、需要重点掌握的内容 1、弹性模量的物理本质以及影响弹性模量的因素； 2、掌握根据原⼦间势能函数推倒简单结构材料弹性模量的⽅法； 3、弹性⽐功的计算，已知材料的应⼒应变曲线能求出材料卸载前和卸载后的弹性⽐功。
材料⼒学性能的定义 是指材料（⾦属和⾮⾦属等）及由其所加⼯成的⼯件在外⼒（拉、压、弯曲、扭转、剪切、切削等）作⽤下⾬加⼯、成型、使役、实效等过程中表现出来的性能（弹塑性、强韧性、疲劳、断裂及寿命等）。
这些性能通常受到的环境（湿度、温度、压⼒、⽓氛等）的影响。
强度和塑性和结构材料永恒的主题！弹性变形 是指材料的形状和尺⼨在外⼒去除后完全恢复原样的⾏为。
线弹性 是指材料的应⼒和应变成正⽐例关系。
就是上图中弹性变形⾥前⾯的⼀段直线部分。
杨⽒模量（拉伸模量、弹性模量） 我们刚刚谈到了线弹性，在单轴拉伸的条件下，其斜率就是杨⽒模量（E）。
它是⽤来衡量材料刚度的材料系数（显然杨⽒模量越⼤，那么刚度越⼤）。
杨⽒模量的物理本质 样式模量在给定环境（如温度）和测试条件下（如应变速率）下，晶体材料的杨⽒模量通常是常数。
杨⽒模量是原⼦价键强度的直接反应。
共价键结合的材料杨⽒模量最⾼，分⼦键最低，⾦属居中。
对同⼀晶体，其杨⽒模量可能随着晶体⽅向的不同⽽不同，俗称各向异性。
模量和熔点成正⽐例关系。
影响杨⽒模量的因素内部因素 --- 原⼦半径 过渡⾦属的弹性模量较⼤，并且当d层电⼦数为6时模量最⼤。
外部因素1. 温度：温度升⾼、原⼦间距增⼤，原⼦间的结合⼒减弱。
因此，通常来说，杨⽒模量随着温度的上升⽽下降。
2. 加载速率：⼯程技术中的加载速率⼀般不会影响⾦属的弹性模量。
3. 冷变形：冷变形通常会稍稍降低⾦属的弹性模量，如钢在冷变形之后，其表观样式模量会下降4% - 6%。
泊松⽐简单来说，泊松⽐就是单轴拉伸或压缩时材料横向应变和轴向应变⽐值的负数。
陶瓷材料的结构特点和力学性能
用途举例： 氧化锆及其增韧的复相陶瓷具有高的室温强度和断裂韧性，
是制作陶瓷活塞、刀具、轴承、阀门等理想的结构陶瓷材料。 碳化硅和氮化硅陶瓷在制备燃汽轮机转子和高温窑具中具
有不可替代的位置。在耐磨部件的研制中，已有越来越多的金 属部件被结构陶瓷所取代，并显著提高了设备的使用寿命。
在军事装备方面，结构陶瓷可用作防弹材料、窗口材料、 火箭喷管等。
陶瓷材料的弹性模量大小不仅与结合键有关，还与其组 成相的种类、分布比例及气孔率有关。温度上升陶瓷材料的弹 性模量降低，熔点增加陶瓷材料的弹性模量增加，而当气孔率 较小时。弹性模量又随气孔率增加呈线性降低。
通常陶瓷材料的压缩弹性模量高于拉伸弹性模量，由图12 -可见陶瓷在压缩时，其曲线斜率比拉伸时的大。此与陶 瓷材料复杂的显微结构和不均匀性有关。
高性能结构陶瓷是指具有高强度、高韧性、高硬度、耐 高温、耐磨损、耐腐蚀和化学稳定性好等优异性能的一类先 进的结构陶瓷，已逐步成为航天航空、新能源、电子信息、汽 车、冶金、化工等工业技术领域不可缺少的关键材料。
根据材料的化学组成，高性能结构陶瓷又可分为: 氧化物陶瓷（如Al2O3、ZrO2）、 氮化物陶瓷（如Si3N4、AlN）、 碳化物陶瓷（如SiC、TiC）、 硼化物陶瓷（如TiB2、ZrB2）、 硅化物陶瓷（如MoSi2） 及其他新型结构陶瓷（如Cf/SiC复合材料）。
如Al2O3的th为46 GPa，几乎无缺陷的Al2O3晶须的强度约 为14 GPa，表面精密抛光的Al2O3细棒的强度约为7 GPa，而块 状多晶Al2O3材料的强度只有0.1-1 GPa。理论计算和实际数值 之所以有如此大的差距，主要是由于实际材料内存在微小裂纹 所致。陶瓷材料的强度主要包括弯曲强度，拉伸强度、压缩强 度等。
混凝土结构设计原理课后习题答案
混凝土结构设计原理课后习题答案第一章绪论问答题参考答案开始采用或积极发展性能化设计方法和理论。
性能化方法是确定工程结构要达到的总体目标或设计性能，设计师根据性能目标的不同，设计不同的设计方案，并评估设计方案是否达到性能目标的要求。
学习（1）钢筋混凝土是由钢筋和混凝土两种材料组成的复合材料，是非均匀、非连续、非弹性的材料。
力学关系是在试验的基础上，通过几何、物理和平衡关系建立的。
（2）钢筋混凝土构件中的两种材料在强度和数量上存在一个合理的配比范围。
如果钢筋和混凝土在面积上的比例及材料强度的搭配超过了这个范围，就会引起构件受力性能的改变，从而引起构件截面设计方法的改变，这是学习时必须注意的一个方面。
由于混凝土材料的复杂性、离散性，混凝土材料的理论体系是建立在试验的基础上的。
许多假定依赖与试验结果，许多公式来源于试验验证，许多因素无法控制，仍需通过构造措施加以解决，许多理论尚需不断发展与完善，具有不同功能的混凝土材料性能尚需不断挖掘。
（4）本课程主要讲解钢筋混凝土基本构件，应当了解每一种构件在结构体系的作用、受力情况。
例如梁、柱是受弯构件，主要受弯、受剪；柱、墙、受压弦杆是受压构件，主要受压、弯，受压、剪，双向受压弯；雨蓬梁、柱是受扭构件，主要受扭，受弯、剪、扭，受压、弯、剪、扭；受拉弦杆是受拉构件，主要受拉、弯。
（5）本课程所要解决的不仅是构件的承载力和变形计算等问题，还包括构件的截面形式、材料选用及配筋构造等。
结构构件设计是一个综合性的问题，需要考虑各方面的因素。
因此，学习本课程时要注意学会对多种因素进行综合分析，培养综合分析判断能力。
第一章绪论单选题1．与素混凝土梁相比，钢筋混凝上梁承载能力（）。
A．相同；B．提高许多；C．有所提高；2．与素混凝土梁相比，钢筋混凝土梁抵抗开裂的能力（）。
A.提高不多；B.提高许多；C.完全相同；3．与素混凝土梁相比，适量配筋的钢混凝土梁的承载力和抵抗开裂的能力（）。
材料力学选择填空
一、填空
1 .构件在外荷载作用下具有抵抗破坏的能力为材料 的（ ）；具有一定的抵抗变形的能力为材料的（ ）； 保持其原有平衡状态的能力为材料的（ ）。
答案： 强度、刚度、稳定性。
2 .现代工程中常用的固体材料种类繁多，物理力学 性能各异。所以，在研究受力后物体（构件）内部 的力学响应时，除非有特别提示，一般将材料看成 由（ ）、（ ）、（ ）的介质组成。
A
A
l/2
q
C
c
B
B
q
q
A
C
l/2
B
A
l/2 C
B
l
（ a）
l
（ b）
l
（ c）
1 5qgl 4 答案： 2 384 EI
ql 3 1 5qgl 4 ； ， 24 EI 2 384 EI
ql 3 。 ， 24 EI
二、选择题
1.图示四种梁的抗弯刚度EI。支承弹簧的弹簧刚k均相同， 则A面的挠度A最大者为____梁。
答案：
C
A
P
B
l l 2.图示结构由两根尺寸完全相同的杆件组成。AC杆为铜 合金，BC杆为低碳钢杆，则此两杆在力P作用下具有相 同的拉应力。 （ ）
A B
答案：
C
P
3.正应变的定义为 / E。
（ ）
答案：
）
4.任何温度改变都会在结构中引起应变与应力。 （
答案：
5.对于拉伸曲线上没有屈服平台的合金塑性材料， 工程上规定 0.2 作为名义屈服极限，此时相对应的 应变量为 0.2%。 （ ）
可能是（ ）值，出现在（ ）情况下。
第一章绪论 力学性能(含答案)
第一章绪论力学性能(含答案)绪论-第一章（含答案）一、(共35分)填空题（在空白处填上正确的内容）1、材料按化学组成可分为________、________、________、________。
答案：金属材料、无机非金属材料、高分子材料、复合材料2、工程材料是指具有一定的________，在特定条件下能够承担某种功能，被用来制取零件和元件的材料。
答案：性能3、工程材料按使用性能分类，可分为________和________两大类。
答案：结构材料、功能材料4、在结构材料中，________是应用最广泛的工程材料。
答案：金属材料5、金属材料按其化学组成可分为________和________两大类。
答案：黑色金属材料（钢和铸铁）、有色金属材料（除钢铁之外的金属材料）6、表征金属材料塑性指标的有________和________，分别用符号δ和ψ表示。
答案：延伸率、断面收缩率7、材料抵抗冲击载荷而不破坏的能力称为________。
答案：冲击韧性8、材料常用的塑性指标有________和________两种。
答案：延伸率、断面收缩率。
9、金属材料在无数次________作用下而不破坏的最大应力叫疲劳强度。
答案：交变应力10、结构材料是以其________为性能指标，用来制造承受载荷、传递动力的零件和构件的材料。
答案：力学性能11、最常用的硬度指标有________硬度、________硬度和________硬度。
答案：布氏、洛氏、维氏12、材料抵抗变形和断裂的能力称为________。
答案：强度13、在交变应力作用下，零件所承受的应力虽然低于其________，但经过较长时间的工作会产生裂纹或突然断裂，这种现象称为材料的疲劳。
答案：屈服强度14、功能材料是以其________为性能指标，用来制造具有特殊性能的元件的材料。
答案：物理性能15、从金属的力学性能考虑，工业中一些需要较大变形的加工工序如轧制，挤压，拉拔，应选________较低，________较高的材料。
绪论,第一章金属的结构与结晶
73
1、过冷现象：金属的实际结晶温度低于 理论结晶温度（熔点）。 2、过冷度：金属的理论结晶温度Tm与实 际结晶温度Tn之差。 △T=Tm-Tn>0 3、同一成分的金属，冷却速度愈大，则 过冷度也愈大。 4、临界过冷度（△Tk）：过冷度有一最 小值，若过冷度小于这个值，结晶过程 就不能进行。
74
(二)结晶过程的微观现象
原子密度最大的晶面是（111），
晶向是［110］。
51
52
(四)晶体的各向异性
由于晶体中不同晶面和晶向上的原子 密度不同，因而晶体在不同方向上的性能 有所差异。 如冷轧硅钢片，当易于磁化的〈100〉 晶向平行于轧制方向时，得到优异的磁导 率。
53
§ 1-2金属的实际结构和缺陷
一、多晶体结构 1、单晶体：内部的晶格位向完全一致的 晶体。
九江长江大桥 : 跨度216 米,始建于 1973年12月，1992年公路桥建成通车，
3
§0-2 影响金属材料性能的因素 一、化学成分 组成金属材料的各种元素的种类及其浓 度（一般用重量百分数）。 成分 铝 抗拉强度(MPa) 20-80 延伸率 （%） 32-40
铜
纯铁
200-240
250-330
6
3、显微组织：用100-2000倍的显微镜所观 察到的组织。（反映了晶粒的种类、形状、 大小以及各种晶粒的相对数量和相对分布）
通常所说的组织就是指显微组织。
7
8
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第一章
金属的结构与结晶
16
§1-1金属的晶体结构 一、晶体的概念 1、晶体：原子(离子)呈规则排列的物质。 2、晶体结构（结构）：构成晶体的原子在 三维空间的具体的排列方式。 3、晶格：表示晶体中原子排列形式的空间 格子。 建立：原子简化成点，用假想线连接点。
第一章__机械力学性能习题参考答案
第一章 机械力学性能习题参考答案一、填空题1．材料的力学性能的主要指标有 强度 、 硬度 、 冲击韧性 、 塑性 等。
2．HBS250～300应改为250～300 HBS ；600～650HBS 应改为600～650HBW 或600～650HV ；5～10HRC 应改为5～10HBS ；HRC70～75应改为 70～75HRA 。
3．σs 表示 屈服强度 ，σr0.2：表示 条件屈服强度 ，其数值越大，材料抵抗 塑性变形 的能力越大。
4．材料常用的塑性指标有延伸率 和 面缩率 两种。
其中用面缩率表示塑性更接近材料的真实变形。
二、是非题( F )1．机器中的零件在工作时，材料强度高的不会变形，材料强度低的一定会产生变形；( F )2．材料的E 越大，其塑性越差；( F )3．屈服点是表征材料抵抗断裂能力的力学性能指标；( F )4．所有的金属材料均有明显的屈服现象。
三、思考题1．现测得长、短两根圆形截面标准试样的δ5，和δ10均为25%，其原始直径为d 0=10mm,求两试样拉断后的标距长度是多少?哪一根试样的塑性好?为什么？解：由下列公式可算得：不能判断试样塑性好坏；因为只有当L0 /d0为常数时，塑性值才有可比性。
2．标准规定，15钢的力学性能指标不应低于下列数值，σb ≥372(MPa)，σs ≥225(MPa)，δ5≥27%，ψ≥55%。
现将购进的15钢制成d 0=10mm 的圆形截面短试样，经拉伸试验后测得F b =34500N ，F s =21100N ，L 1=65mm ，d l =6mm 。
试问，这批15钢的力学性能是否合格? 解：由屈服强度和抗拉强度公式得100100%l l l δ-=⨯()1100025%1010125mm d d L =⨯+=()150025%5562.5mmd d L =⨯+=()221100268.79103.142S MPa σ==⨯()234500439.49103.142b MPa σ==⨯56550100%30%50δ-=⨯=222106100%64%10ψ-=⨯=因为σs＞［σs ］，σb＞［σb］，δ＞［δ］，ψ＞［ψ］。
材料力学单祖辉第三版课后答案
第一章 绪 论1-2如图所示，在杆件的斜截面m-m 上，任一点A 处的总应力p ＝120MPa ，其方位角θ＝20°，试求该点处的正应力σ与切应力τ。
题1-2图解：总应力p 与截面m-m 的法线间的夹角为 10203030=-=-=θα所以， MPa 2.11810cos == p σMPa 8.2010sin == p τ1-3 已知杆内横截面上的内力主矢F R与主矩M 如图所示，且均位于x-y 平面内。
试问杆件横截面上存在何种内力分量，并确定其大小。
图中，C 为截面形心。
题1-3图解：2,R N S F F F M M y y ===1-4 图示矩形截面杆，横截面上的正应力沿截面高度线性分布，截面顶边各点处的正应力均为max σ=100MPa ，底边各点处的正应力均为零。
试问杆件横截面上存在何种内力分量，并确定其大小。
图中，C 为截面形心。
题1-4图解：由题图所示正应力分布可以看出，该杆横截面上存在轴力N F 和弯矩z M ，其大小分别为200kN N 10002m)0400m 100.0(Pa)10100(212156max N =⨯=⨯⨯⨯⨯==..A σFm kN 333m N 10333m)1000(N)10200(6161)32(33N N ⋅=⋅⨯=⨯⨯⨯==-=...h F h h F M z1-5 图a 与b 所示两个矩形微体，虚线表示其变形或位移后的情况，该二微体在A点处的切应变分别记为(γA )a 与(γA )b ，试确定其大小。
题1-5图(a)解： (γA )a =0(b)解：αααγ2)()(-=+-=b A1-6 板件变形如图中虚线所示。
试求棱边AB 与AD 的平均正应变以及A 点处直角BAD 的切应变。
题1-6图解：平均正应变为33av,1000.1m 100.0m 100.1--⨯=⨯=AB ε33av,1000.2m100.0m 102.0--⨯=⨯=ADε由转角 rad 1000.20.100m m 102.033--⨯=⨯=AD αrad 1000.10.100mm 101.033--⨯=⨯=ABα得A 点处直角BAD 的切应变为rad 1000.13-⨯=-==AB AD BAD A ααγγ第二章轴向拉压应力与材料的力学性能2-1试画图示各杆的轴力图。
混凝土结构设计原理课后习题答案解析[最新]
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混凝土结构设计原理课后习题答案（+思考题）第一章绪论1．什么是混凝土结构？答：混凝土结构是以混凝土材料为主，并根据需要配置和添加钢筋、钢骨、钢管、预应力钢筋和各种纤维，形成的结构，有素混凝土结构、钢筋混凝土结构、钢骨混凝土结构、钢管混凝土结构、预应力混凝土结构及纤维混凝土结构。
混凝土结构充分利用了混凝土抗压强度高和钢筋抗拉强度高的优点。
2．以简支梁为例，说明素混凝土与钢筋混凝土受力性能的差异。
答：素混凝土简支梁，跨中有集中荷载作用。
梁跨中截面受拉，拉应力在荷载较小的情况下就达到混凝土的抗拉强度，梁被拉断而破坏，是无明显预兆的脆性破坏。
钢筋混凝土梁，受拉区配置受拉钢筋梁的受拉区还会开裂，但开裂后，出现裂缝，拉力由钢筋承担，直至钢筋屈服以后，受压区混凝土受压破坏而达到极限荷载，构件破坏。
素混凝土简支梁的受力特点是承受荷载较小，并且是脆性破坏。
钢筋混凝土简支梁的极限荷载明显提高，变形能力明显改善，并且是延性破坏。
学习好帮手3．钢筋与混凝土共同工作的基础条件是什么？答：混凝土和钢筋协同工作的条件是：（1）钢筋与混凝土之间产生良好的粘结力，使两者结合为整体；（2）钢筋与混凝土两者之间线膨胀系数几乎相同，两者之间不会发生相对的温度变形使粘结力遭到破坏；（3）设置一定厚度混凝土保护层；（4）钢筋在混凝土中有可靠的锚固。
4．混凝土结构有什么优缺点？答：优点：（1）可模性好；（2）强价比合理；（3）耐火性能好；（4）耐久性能好；（5）适应灾害环境能力强，整体浇筑的钢筋混凝土结构整体性好，对抵抗地震、风载和爆炸冲击作用有良好性能；（6）可以就地取材。
钢筋混凝土结构的缺点：如自重大，不利于建造大跨结构；抗裂性差，过早开裂虽不影响承载力，但对要求防渗漏的结构，如容器、管道等，使用受到一定限制；现场浇筑施工工序多，需养护，工期长，并受施工环境和气候条件限制等。
5．房屋混凝土结构中各个构件的受力特点是什么？学习好帮手答：在房屋建筑中，永久荷载和楼面活荷载直接作用在楼板上，楼板荷载传递到梁，梁将荷载传递到柱或墙，并最终传递到基础上，各个构件受力特点如下：楼板：是将活荷载和恒荷载通过梁或直接传递到竖向支承结构（柱、墙）的主要水平构件，楼板的主要内力是弯矩和剪力，是受弯构件。
弹塑性力学 第一章 绪论
σ
o
ε
1
3. 塑性力学与弹性力学的关联和区别： 密切性——弹性力学中的一些基本假设、应力应变分析、与 材料物理性质无关的基本概念、连续介质力学的宏观方法等 与塑性力学一致； 区别性——（A）应力应变关系，即本构关系：弹性力学有 广义胡克定律统一的应力应变关系，而塑性力学没有；（B） 与弹性力学不同，塑性力学的方程是非线性的，变形与加载 历程有关，数学求解更加困难。 4. 塑性力学所研究的问题： (1) 以试验观察所得结果为出发点，建立塑性状态下变形的基本
11
应用弹塑性力学
APPLIED ELASTO-PLASTICITY OF SOLIDS
强化阶段： 此阶段材料抵抗变形的能力有所增强。 如要增加应变，必须增大应力。 材料的强化 强度极限b —对应点G (拉伸强度)， 最大名义应力。 强化阶段的卸载再加载规律： 若在强化阶段卸载，则卸载过程 - 关系为直线。 立即再加载时，-关系起初基本上 沿卸载直线上升直至当初卸载的荷载， 然后沿卸载前的曲线断裂—冷作硬化 现象。
松木顺纹拉伸、压缩和横纹压缩时的s —e 曲线 特点： a、顺纹拉伸强度很高，但受木节等缺 陷的影响波动； b、顺纹压缩强度稍低于顺纹拉伸强度， 但受木节等缺陷的影响小。 c、横纹压缩时可以比例极限作为其强 度指标。 d、横纹拉伸强度很低，工程中应避免 木材横纹受拉。 许用应力 [] 和弹性模量 E 均 应随应力方向与木纹方向倾角 不同而取不同数值。
p0.2
对应于p=0.2% 时的应力值
14
应用弹塑性力学
APPLIED ELASTO-PLASTICITY OF SOLIDS
工程力学习题 及最终答案
工程力学习题及最终答案(总63页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--第一章 绪论思 考 题1) 现代力学有哪些重要的特征2) 力是物体间的相互作用。
按其是否直接接触如何分类试举例说明。
3) 工程静力学的基本研究内容和主线是什么 4) 试述工程力学研究问题的一般方法。
第二章 刚体静力学基本概念与理论习 题2-1 求图中作用在托架上的合力F R 。
2-2 已知F 1=7kN ，F 2=5kN, 求图中作用在耳环上的合力F R 。
习题2-1图NN22-3 求图中汇交力系的合力F R 。
2-4 求图中力F 2的大小和其方向角?。
使 a )合力F R =, 方向沿x 轴。
b)合力为零。
2-5 二力作用如图，F 1=500N 。
为提起木桩，欲使垂直向上的合力为F R =750N ，且F 2力尽量小，试求力F 2的大小和?角。
2习题2-2图(b )F 1F 1F 2习题2-3图(a )F 1习题2-4图2-6 画出图中各物体的受力图。
F12习题2-5图(b) B(a)A(c)(d)(eA42-7 画出图中各物体的受力图。
) 习题2-6图(b ))(d(a ) A BC DB ABCB52-8 试计算图中各种情况下F 力对o 点之矩。
2-9 求图中力系的合力F R 及其作用位置。
习题2-7图习题2-8图P(d )(c ))) 1F 362-10 求图中作用在梁上的分布载荷的合力F R 及其作用位置。
q 1=600N/m2习题2-9图F 3F 2( c1F 4F 372-11 图示悬臂梁AB 上作用着分布载荷，q 1=400N/m ，q 2=900N/m, 若欲使作用在梁上的合力为零，求尺寸a 、b 的大小。
第三章 静力平衡问题q=4kN/m( b )q( c )习题2-10图B习题2-11图8习 题3-1 图示液压夹紧装置中，油缸活塞直径D=120mm ，压力p =6N/mm 2，若?=30?, 求工件D 所受到的夹紧力F D 。
力学性能考试题目和答案
力学性能考试题目和答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 材料的屈服强度是指材料在受到外力作用时，从弹性变形过渡到塑性变形的应力值，通常用符号表示为：A. σsB. σbC. σyD. σu答案：C2. 在拉伸试验中，材料的弹性极限是指：A. 材料发生永久变形的应力值B. 材料发生塑性变形的应力值C. 材料在弹性阶段的最大应力值D. 材料在塑性阶段的最小应力值答案：C3. 硬度试验中，布氏硬度的符号表示为：A. HBB. HRCC. HVD. HS答案：A4. 疲劳破坏是指材料在：A. 一次静载荷作用下发生的破坏B. 多次循环载荷作用下发生的破坏C. 温度变化下发生的破坏D. 腐蚀环境下发生的破坏答案：B5. 冲击韧性是指材料在冲击载荷作用下吸收能量的能力，通常用符号表示为：A. σbB. αkC. AkvD. σs答案：C6. 材料的断裂韧性是指材料抵抗：A. 拉伸破坏的能力B. 压缩破坏的能力C. 弯曲破坏的能力D. 裂纹扩展的能力答案：D7. 材料的蠕变是指在恒定应力作用下，材料发生的：A. 弹性变形B. 塑性变形C. 永久变形D. 弹性和塑性变形答案：C8. 材料的疲劳极限是指材料在多少次循环载荷作用下不发生疲劳破坏的应力值：A. 10^6次B. 10^7次C. 10^8次D. 10^9次答案：C9. 材料的硬度与其强度之间的关系是：A. 硬度越高，强度越低B. 硬度越高，强度越高C. 硬度越低，强度越高D. 硬度与强度无关答案：B10. 材料的塑性是指材料在外力作用下发生塑性变形而不破坏的能力，通常用下列哪个指标来衡量：A. 硬度B. 弹性模量C. 延伸率D. 冲击韧性答案：C二、多项选择题（每题3分，共15分）11. 下列哪些因素会影响材料的硬度（）A. 材料的成分B. 材料的微观结构C. 材料的表面粗糙度D. 测试时施加的力答案：A, B, D12. 材料的冲击韧性与哪些因素有关（）A. 材料的化学成分B. 材料的微观结构C. 测试时的环境温度D. 材料的硬度答案：A, B, C13. 影响材料疲劳寿命的因素包括（）A. 材料的表面粗糙度B. 材料的硬度C. 循环载荷的应力幅值D. 材料的微观结构答案：A, C, D14. 材料的蠕变与下列哪些因素有关（）A. 材料的化学成分B. 材料的微观结构C. 施加的应力大小D. 环境温度答案：A, B, C, D15. 材料的断裂韧性与下列哪些因素有关（）A. 材料的化学成分B. 材料的微观结构C. 材料的表面状态D. 环境介质答案：A, B, C, D三、判断题（每题1分，共10分）16. 材料的屈服强度越高，其塑性越好。
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第一章绪论力学性能(含答案)
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绪论-第一章（含答案）
一、(共35分)填空题（在空白处填上正确的内容）
1、材料按化学组成可分为________、________、________、________。
答案：金属材料、无机非金属材料、高分子材料、复合材料
2、工程材料是指具有一定的________，在特定条件下能够承担某种功能，被用来制取零件和元件的材料。
答案：性能
3、工程材料按使用性能分类，可分为________和________两大类。
答案：结构材料、功能材料
4、在结构材料中，________是应用最广泛的工程材料。
答案：金属材料
5、金属材料按其化学组成可分为________和________两大类。
答案：黑色金属材料（钢和铸铁）、有色金属材料（除钢铁之外的金属材料）
6、表征金属材料塑性指标的有________和________，分别用符号δ和ψ表示。
答案：延伸率、断面收缩率
7、材料抵抗冲击载荷而不破坏的能力称为________。
答案：冲击韧性
8、材料常用的塑性指标有________和________两种。
答案：延伸率、断面收缩率。
9、金属材料在无数次________作用下而不破坏的最大应力叫疲劳强度。
答案：交变应力
10、结构材料是以其________为性能指标，用来制造承受载荷、传递动力的零件和构件的材料。
答案：力学性能
11、最常用的硬度指标有________硬度、________硬度和
________硬度。
答案：布氏、洛氏、维氏
12、材料抵抗变形和断裂的能力称为________。
答案：强度
13、在交变应力作用下，零件所承受的应力虽然低于其________，但经过较长时间的工作会产生裂纹或突然断裂，这种现象称为材料的疲劳。
答案：屈服强度
14、功能材料是以其________为性能指标，用来制造具有特殊性能的元件的材料。
答案：物理性能
15、从金属的力学性能考虑，工业中一些需要较大变形的加工工序如轧制，挤压，拉拔，应选________较低，________较高的材料。
答案：硬度、塑性
16、按照材料的化学组成，可以将工程材料分为________、________、________和________四大类。
答案：金属材料、无机非金属材料（陶瓷材料）、高分子材料、复合材料
17、材料在弹性范围内，应力与应变的比值e称为________，它标志材料________的能力。
答案：弹性模量、抵抗弹性变形
18、材料按化学组成可分为________、________、________和________。
答案：金属材料、无机非金属材料、高分子材料、复合材料
二、(共2分)单项选择（下列题中选项可能多个正确，但只选择其中最佳的一项）
1、金属材料在受到大能量一次冲击时，其冲击抗力主要取决于（）。
A、强度
b、塑性
c、冲击韧性
答案：c
三、(共4分)是非题（判断下列说法正确与否,正确用√错误用表示）
1、金属材料的力学性能指标有多种，其中疲劳强度是衡量材料在冲击载荷作用下的力学性能指标之一。
（）
答案：(√)
2、hRc是维氏硬度的符号，它主要用于测量淬火钢等工件的硬度。
（）
答案：()
3、洛氏硬度值是根据压头压入被测材料的深度来确定的。
()
答案：(√)
4、用淬火钢球做压头的硬度试验都是布氏硬度试验。
()
答案：()
四、(共74分)问答题（回答下列问题，有计算时应列出公式、算式及计算步骤）
1、工程技术界通常用材料的条件屈服极限σ0.2来表示材料的屈服极限，为什么？
答案：材料的屈服极限σs表示刚刚发生塑性变形时的应力。
（2分）在拉伸试验时，σs值是很难测定的。
（2分）为了测定的方便，
通常将已发生0.2%塑性变形时的应力，即条件屈服极限σ0.2作为材料的屈服极限。
（2分）
2、常用力学性能指标（强度、硬度、塑性、韧性）之间的相互关系有什么规律（限于钢中）？该规律对使用钢材有何指导作用？
答案：在钢中，强度与硬度成正比关系，即：σb=Khb；（1分）
塑形与韧性也成正比关系（虽然没有表达式），即塑性越高，其韧性也越高。
（1分）
在钢中，强度、硬度越高，则塑性、韧性越低，反之亦然。
（2分）
这一规律在合理使用材料的力学性能时具有重要的指导意义。
如果追求高强度、高硬度，就必然带来塑性和韧性的下降，反之亦然。
（1分）在实际应用时，应针对零件的使用条件，抓主要矛盾，再顾及次要方面，做到合理的性能匹配。
（1分）
3、在阅读论文时看到某黄铜的硬度为96hb10/1000/30，请简述该硬度的测试方法、测试条件和测试结果。
答案：由96hbs10/1000/30可知：
测试方法：布氏硬度法；（2分）
测试条件：压头为Ф10mm钢球；（1分）载荷9800n，（1分）加载保持时间30s，（1分）测试结果：硬度值为96mpa。
（1分）
4、下图为5种材料的应力-应变曲线：①45钢；②铝青铜；③35钢；④硬铝；⑤纯铜。
试问：
（1）当外加应力为30mpa时，各材料处于什么状态？
（2）有一用35钢制做的轴，使用中发现弹性弯曲较大，如改用
45钢制做该轴，能否减少弹性变形？如已出现塑性变形呢？510 080
ε(%)
20
30
405060
70
101520253035404550①
②③④
⑤σ（mpa）
答案：（1）①处于弹性变形阶段；（0.5分）②、③、④处于塑性变形阶段；（1.5分）⑤已断裂。
（0.5分）
（2）不能减少弹性变形。
（1.5分）如已出现塑性变形，改用45钢时可使塑性变形减小（1.5分），或不出现塑性变形（0.5分）。
5、在阅读论文时看到某黄铜的硬度为96hb10/1000/30，请简述该硬度的测试方法、测试条件和测试结果。
答案：由96hbs10/1000/30可知：
测试方法：布氏硬度法（2分）；
测试条件：压头为Ф=10mm钢球（1分）；载荷9800n（1分）；加载保持时间30s（1分）。
测试结果：硬度值为96mpa（1分）。
6、用比较法阐述布氏、洛氏、维氏硬度试验法的主要优缺点。
答案：布氏硬度值有物理含义，能比较准确地反映材料的硬度（1
分）；其缺点是只能测定硬度小于hb450的软材料，测试过程较繁（1分）。
洛氏硬度法能直接从表盘上读出硬度值，测试简便，能用于测定软材料和硬材料的硬度（1分）；其缺点是误差较大，A、b、c三级之间不能统一（1分）。
维氏硬度具有布氏硬度、洛氏硬度法的优缺点，克服了它们的缺点（1分），唯一的不足是测试过程较繁（1分）。
7、请用数学表达式表示材料的弹性模量e，并说明其意义。
答案：
材料在弹性变形范围内，应力与应变间成正比关系：
σ=eε（0.5分）；
其中，σ—应力（mpa）（0.5分）；ε—应变（0.5分）；e—弹性模量，单位为mpa（0.5分）。
即：
εσ=e（1分）。
意义：表示材料在弹性变形范围内，应力与应变间的关系（2分），也可看作金属材料产生弹性变形的难易程度（1分）。
8、简述弹性变形与塑性变形的基本概念。
答案：材料的变形量与所受的应力成正比例增加（1分），当外力去除后变形完全消失（1分），这种变形称为弹性变形。
当材料所受应力超过一定极限后，在外力去除后，变形不能完全消失而残留下一些变形（1分），这部分残留变形称为塑性变形（1分）。
9、有一碳钢制支架刚度不足，有人要用热处理强化；有人要另选合金钢；有人要改变零件截面形状解决。
哪种方法合理？为什么？
答案：采用改变零件界面形状的方法合理（1分）。
要提高材料的刚度，就必须选用弹性模量较大的材料（1分），而材料的弹性模量主要取决于各种材料的本性（1分），一些处理方法如热处理、合金化等对它的影响很小（1分），因此用热处理强化或选合金钢等办法无法解决刚度不足的问题（1分）。
零件的刚度大小取决于零件的几何形状和材料的种类（1分），因此可以通过改变零件截面形状来提高支架刚度。
10、现要在同一台洛氏硬度机上测定一块黄铜的硬度和一块钢经淬火后的硬度，请确定其测定方案和规范。
答案：
材料：黄铜
方案：hRb（1.5分）规范：压头为161'
'φ
钢球（0.5分）；总试验力980.7n[100公斤力]（0.5分）；保压时间30s（0.5分）。
材料：淬火钢
方案：hRc（1.5分）
规范：压头为120金刚石圆锥体（0.5分）；总试验力1471.0n[150公斤力]（0.5分）；保压时间10s（0.5分）。
11、材料的力学性能在机械零件设计和制造时有什么作用？
答案：材料的力学性能是机械零件设计和校核的重要依据(2分)，也是零件制造时检验的重要依据（2分）。
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